KR20090010122A - Modified membrane - Google Patents

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KR20090010122A
KR20090010122A KR1020087030453A KR20087030453A KR20090010122A KR 20090010122 A KR20090010122 A KR 20090010122A KR 1020087030453 A KR1020087030453 A KR 1020087030453A KR 20087030453 A KR20087030453 A KR 20087030453A KR 20090010122 A KR20090010122 A KR 20090010122A
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윌리암 이. 믹콜스
리차드 씨. 크라우스
큐. 제이슨 뉴
칼턴 엘. 가우프
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다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
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Abstract

A multilayered modified membrane and method for making the same, comprising a modified discriminating layer that can have a fouling resistant surface, improved salt rejection, antimicrobial properties, and/or improved solute, and/or small organics rejection as compared to membranes with unmodified discriminating layers.

Description

개질된 막{Modified membrane}Modified membrane

관련 출원Related Applications

본 출원은, 전문이 본원에 참조로 인용된, 2006년 5월 12일자로 출원된 미국 가특허원 제60/799,863호의 이익을 청구한다.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application 60 / 799,863, filed May 12, 2006, which is incorporated herein by reference in its entirety.

본 발명은 일반적으로 액체 성분을 분리하는데 사용하기 위한 막(membrane) 및 이러한 막의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 막은 물을 정제하는데 있어 특히 유용하다.The present invention generally relates to membranes and methods of making such membranes for use in separating liquid components. The membranes of the present invention are particularly useful for purifying water.

역삼투압 및 나노여과 막은 공급물 스트림(feed stream)으로부터 용해되거나 분산된 물질을 분리하는데 사용된다. 분리 공정은 전형적으로 압력하에 공급물 수용액을 막의 한쪽 표면과 접촉시킴으로써 수성 상이 막을 통해 투과하도록 하는 한편, 상기한 바와 같은 용해되거나 또는 분산된 물질의 투과는 방해하는 것을 포함한다.Reverse osmosis and nanofiltration membranes are used to separate dissolved or dispersed material from the feed stream. The separation process typically involves contacting an aqueous solution of the feed under pressure with one surface of the membrane to allow the aqueous phase to permeate through the membrane while preventing the permeation of dissolved or dispersed material as described above.

역삼투압 및 나노여과 막 둘 다는 통상적으로 "복합 막"으로 총칭해서 언급 되는 다공성 지지체(porous support)에 고정된 박막 구분 층(thin film discriminating layer)을 포함한다. 한외여과 및 미세여과 막은 또한 복합 배열을 가질 수 있다. 지지체는 물리적 강도를 제공하지만 지지체의 다공도로 인해 약간의 내유동성이 있다. 한편, 구분 층(discriminating layer)은 덜 다공성이며 용해되거나 분산된 물질의 주요 분리 수단을 제공한다. 따라서, 구분 층은 일반적으로 제공된 막의 "제거율(rejection rate)", 즉, 특정의 용해된 물질(예를 들면, 용질)이 제거되는 백분율, 및 "유동(flux)", 즉, 용매가 막을 통과하는 단위 면적당 유속)을 결정한다.Both reverse osmosis and nanofiltration membranes comprise a thin film discriminating layer fixed to a porous support, commonly referred to collectively as a "composite membrane". Ultrafiltration and microfiltration membranes can also have a complex arrangement. The support provides physical strength but is slightly flow resistant due to the porosity of the support. Discriminating layers, on the other hand, provide the primary means of separating less porous and dissolved or dispersed materials. Thus, the separation layer generally comprises the "rejection rate" of the membrane provided, i.e. the percentage of removal of certain dissolved substances (e.g. solutes), and the "flux" i.e. solvent passes through the membrane. Flow rate per unit area).

막 제조업자들은 용매 유동 및 용질 제거의 바람직한 조합을 위해 구분 층을 최적화하는 한편, 또한 투과되는 최소 내유동성과 조합된 내압성 및 최대 강도를 제공하기 위해 다공성 지지체 층을 최적화한다. 이론적으로, 다양한 화학 조성물이 차단 박층으로 성형될 수 있으나, 단지 소수의 중합체만이 유동 및 용질 제거에 적절한 조합을 제공하여 상업적으로 우수한 역삼투압 또는 나노여과 막을 생성한다. 역삼투압 막 및 나노여과 막은 상이한 이온 및 화합물에 대한 투과도의 측면에서 서로 상이하다.Membrane manufacturers optimize the separator layer for the desired combination of solvent flow and solute removal, while also optimizing the porous support layer to provide pressure resistance and maximum strength combined with the minimum fluid resistance to be permeated. Theoretically, various chemical compositions can be molded into barrier thin layers, but only a few polymers provide a suitable combination for flow and solute removal resulting in a commercially good reverse osmosis or nanofiltration membrane. Reverse osmosis membranes and nanofiltration membranes differ from each other in terms of permeability to different ions and compounds.

역삼투압 막은 나트륨 및 염소 이온을 포함하는 실질적으로 모든 이온에 대해 상대적으로 불투과성이다. 따라서, 역삼투압 막에 대한 나트륨 및 염소 이온의 제거율은 일반적으로 약 95 내지 약 100%이기 때문에, 역삼투압 막은 공업용, 상업용 또는 가정용의 비교적 염이 없는 물을 제공하기 위해 소금기가 있는 물 또는 해수의 탈염화에 광범위하게 사용된다. Reverse osmosis membranes are relatively impermeable to virtually all ions, including sodium and chlorine ions. Thus, since the removal rate of sodium and chlorine ions relative to the reverse osmosis membrane is generally about 95 to about 100%, the reverse osmosis membrane is characterized by the use of salty water or seawater to provide relatively salt free water for industrial, commercial or domestic use. Widely used for desalination.

나노여과 막은 일반적으로 라듐, 마그네슘, 칼슘, 설페이트 및 카보네이트를 포함하는 이온의 제거에 보다 효과적이다. 또한, 나노여과막은, 분자량이 약 200달톤(Dalton) 초과인 유기 화합물에 대해 불투과성일 수 있다. 또한, 나노여과막은, 필적하는 압력에서 역삼투압 막보다 높은 유동을 가질 수 있다. 이러한 특징은, 나노여과 막이 물의 "연화" 및 물로부터의 살충제 제거와 같은 다양한 적용시 유용하다. 예로서, 나노여과 막은, 염화나트륨 제거율이 약 0 내지 약 95%이지만 황산마그네슘과 같은 염 및 일부 경우 아트라진과 같은 유기 화합물에 대해서는 비교적 높은 제거율을 가질 수 있다.Nanofiltration membranes are generally more effective at removing ions including radium, magnesium, calcium, sulfates and carbonates. In addition, the nanofiltration membrane may be impermeable to organic compounds having a molecular weight greater than about 200 Daltons. In addition, the nanofiltration membrane may have a higher flow than the reverse osmosis membrane at comparable pressure. This feature is useful for various applications such as nanofiltration membranes "softening" water and removing pesticides from water. As an example, nanofiltration membranes may have a relatively high removal rate for salts such as magnesium sulfate and in some cases organic compounds such as atrazine, although sodium chloride removal is about 0 to about 95%.

일부 막은 폴리아미드 구분 층을 포함시킴으로써 역삼투압 및 나노여과 적용에 유용할 수 있다. 역삼투압 막용 폴리아미드 구분 층은 예를 들면, 미국 특허 제4,277,344호에 기술된 바와 같이 다관능성 아민 단량체와 다관능성 산 할라이드 단량체와의 계면 중축합 반응에 의해 수득된다. 나노여과 막용 폴리아미드 구분 층은 미국 특허 제4,769,148호 및 제4,859,384호에 기술된 바와 같이, 피페라진, 2개 이상의 반응성 아민 또는 아미노알킬 그룹을 함유하는 사이클로헥산, 또는 하나 이상의 반응성 아민 또는 아미노알킬 그룹을 함유하는 피페리딘과 다관능성 산 할라이드와의 계면 중합으로 수득될 수 있다. 나노 여과에 적합한 폴리아미드 구분 층을 수득하기 위한 또다른 방법은, 예를 들면, 미국 특허 제4,765,897호, 제4,812,270호 및 제4,824,574호에 기술된 방법에 의한 것이다. 이들 특허는 미국 특허 제4,277,344호의 것과 같은 역삼투압 막을 나노여과 막으로 변화시키는 것을 기술한다.Some membranes may be useful for reverse osmosis and nanofiltration applications by including a polyamide separator layer. Polyamide separator layers for reverse osmosis membranes are obtained by interfacial polycondensation reactions of polyfunctional amine monomers with polyfunctional acid halide monomers, as described, for example, in US Pat. No. 4,277,344. Polyamide separator layers for nanofiltration membranes can be piperazine, cyclohexane containing two or more reactive amines or aminoalkyl groups, or one or more reactive amine or aminoalkyl groups, as described in US Pat. Nos. 4,769,148 and 4,859,384. It can be obtained by interfacial polymerization of a piperidine containing a polyfunctional acid halide. Another method for obtaining a polyamide separator layer suitable for nanofiltration is by, for example, the methods described in US Pat. Nos. 4,765,897, 4,812,270 and 4,824,574. These patents describe converting reverse osmosis membranes into nanofiltration membranes, such as those of US Pat. No. 4,277,344.

복합 폴리아미드 막은 다공성 지지체를 다관능성 아민 단량체로 예를 들면, 수용액으로 피복시켜 제조할 수 있다. 물이 바람직한 용매이지만, 아세틸 니트릴 및 디메틸포름아미드(DMF)와 같은 비-수성 용매가 사용될 수 있다. 다관능성 산 할라이드 단량체는 후속적으로 예를 들면, 유기 용액으로 지지체 상에 피복될 수 있다. 특정의 첨가 순서가 필수적으로 요구되지 않지만, 아민 용액을 우선 다공성 지지체 상에 피복한 다음 산 할라이드 용액을 피복할 수 있다. 다관능성 아민 및 산 할라이드 중 하나 또는 둘 다가 용액으로 다공성 지지체 상에 도포될 수 있으나, 이들은 또한 증착 또는 원액(neat)으로 도포하는 것과 같은 다른 수단으로 도포시킬 수 있다.Composite polyamide membranes can be prepared by coating a porous support with, for example, an aqueous solution with a polyfunctional amine monomer. Water is the preferred solvent, but non-aqueous solvents such as acetyl nitrile and dimethylformamide (DMF) can be used. The polyfunctional acid halide monomer may subsequently be coated on the support, for example with an organic solution. Although no specific order of addition is necessarily required, the amine solution may first be coated on the porous support and then the acid halide solution. One or both of the polyfunctional amine and the acid halide may be applied on the porous support as a solution, but they may also be applied by other means, such as by deposition or by neat.

막 오염(membrane fouling)은 현탁된 입자의 부착, 불용성 염에 의한 스케일링(scaling), 및 세균 오염으로 발생할 수 있다. 막의 중합체의 변경이 각종 이온에 대한 투과능, 막 표면 에너지 또는 막 표면 전하와 같은 특성을 변화시킬 수 있지만, 이는 또한 막 제작시 큰 변화를 필요로 한다.Membrane fouling can occur due to attachment of suspended particles, scaling by insoluble salts, and bacterial contamination. While altering the polymer of the membrane can change properties such as permeability to various ions, membrane surface energy or membrane surface charge, this also requires a large change in membrane fabrication.

막 제조는 반-연속 공정의 작동 라인을 갖는 전용 설비로 수행할 수 있다. 새로운 출발 물질을 갖는 막의 도입 및 막 피복 공정은 시간-소모적이며 고가일 수 있다. 다양하고 상이한 복합 막을 제조하기 위해 기존의 공정 라인 및 물질을 사용하는 것이 비용을 덜 들일 수 있다.Membrane preparation can be carried out with dedicated equipment having an operating line of semi-continuous process. Introduction of membranes with new starting materials and membrane coating processes can be time-consuming and expensive. Using existing process lines and materials to produce a variety of different composite membranes may be less expensive.

아민 및/또는 산 할라이드 용액에 성분을 첨가함으로써 막의 수행능을 개선시키는 방법은 문헌에 기술되어 있다. 예를 들면, 챠우(Chau)에게 허여된 미국 특허 제4,950,404호는 아민을 폴리카복실산 할라이드와 계면 중합시키기 전에 아민 수용액에 극성의 비양성자성 용매 및 임의의 산 수용체를 첨가함으로써 복합 막에 대한 유동을 증가시키는 방법을 기술하고 있다. 유사하게, 히로세(Hirose) 등에게 허여된 미국 특허 제6,024,873호; 제5,989,426호; 제5,843,351호; 제5,733,602호; 제5,614,099호; 및 제5,576,057호는, 용해도 매개변수가 8 내지 14(cal/cm3)1/2인 선택된 알코올, 에테르, 케톤, 에스테르, 할로겐화 탄화수소, 질소-함유 화합물 및 황-함유 화합물을 계면 중합 전에 아민 수용액 및/또는 유기산 할라이드 수용액에 첨가함을 기술하고 있다.Methods for improving the performance of membranes by adding components to amine and / or acid halide solutions are described in the literature. For example, US Pat. No. 4,950,404 to Chau discloses a flow through a composite membrane by adding a polar aprotic solvent and optional acid acceptor to an aqueous amine solution prior to interfacial polymerization of the amine with a polycarboxylic acid halide. It describes how to increase. Similarly, US Pat. No. 6,024,873 to Hirose et al .; No. 5,989,426; 5,843,351; 5,843,351; 5,733,602; 5,614,099; And 5,576,057 disclose an aqueous amine solution prior to interfacial polymerization of selected alcohols, ethers, ketones, esters, halogenated hydrocarbons, nitrogen-containing compounds and sulfur-containing compounds having a solubility parameter of 8 to 14 (cal / cm 3 ) 1/2 . And / or to an aqueous organic acid halide solution.

후-처리에 의해 막 수행능을 개선시키는 방법 또한 공지되어 있다. 예를 들어, 존스(Jons) 등에게 허여된 미국 특허 제5,876,602호는 폴리아미드 복합 막을 수성 염소화 제제로 처리하여 유동, 저 염 통과, 및/또는 염기에 대한 막 안정성을 개선시킴을 기술하고 있다. 믹콜스(Mickols)에게 허여된 미국 특허 제5,755,964호는 폴리아미드 구분 층을 암모니아 또는 선택된 아민, 예를 들면, 부틸아민, 사이클로헥실아민 및 1,6 헥산 디아민으로 처리하는 방법을 기술하고 있다. 카도테(Cadotte)에게 허여된 미국 특허 제4,765,897호는 막을 강 무기산으로 후처리한 후 제거 증진제로 처리함을 기술하고 있다.Methods of improving membrane performance by post-treatment are also known. For example, US Pat. No. 5,876,602 to Jones et al. Describes treating polyamide composite membranes with aqueous chlorination agents to improve membrane stability against flow, low salt passage, and / or base. US Pat. No. 5,755,964 to Mickols describes a process for treating a polyamide partition layer with ammonia or selected amines such as butylamine, cyclohexylamine and 1,6 hexane diamine. US Pat. No. 4,765,897 to Cadotte describes treating the membrane with a strong inorganic acid followed by a removal enhancer.

발명의 요지The gist of the invention

본 발명의 양태들은 개질되지 않은 구분 층을 갖는 막과 비교하여, 개선된 제거율을 제공할 수 있는 개질된 구분 층을 포함하는 다층 막을 제공한다. 본 발명의 양태들은 또한 공업용 규모의 막 제조에 도포시킬 수 있는 방법을 포함하여, 이러한 막을 제조하는 방법을 포함한다. 또한, 본 발명의 양태는 나노여과 막 및 역삼투압 막 둘 다를 제조하기에 적합할 수 있다.Aspects of the present invention provide a multilayer membrane comprising a modified separator layer that can provide improved removal rates compared to a membrane having an unmodified separator layer. Aspects of the present invention also include methods of making such membranes, including methods that can be applied to manufacture of industrial scale membranes. In addition, embodiments of the present invention may be suitable for making both nanofiltration membranes and reverse osmosis membranes.

표 및 도면의 간단한 설명Brief description of tables and drawings

표 1은 개질된 구분 층을 갖는 막에 대한 유동을 나타낸다.Table 1 shows the flow for membranes with modified separator layers.

표 2는 개질된 구분 층을 갖는 막에 대한 염화나트륨 제거율 및 유동을 나타낸다.Table 2 shows the sodium chloride removal rates and flows for membranes with modified separator layers.

표 3 및 4는 개질 화합물 농도가 증가된 막에 대한 유동을 나타낸다.Tables 3 and 4 show the flow for membranes with increased modified compound concentrations.

표 5 및 6은 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 전자 주사 화학 분석(Electron Scanning Chemical Analysis: ESCA)을 나타낸다.Tables 5 and 6 show Electron Scanning Chemical Analysis (ESCA) for membranes with modified separator layers.

표 7은 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 유동 및 염화나트륨, 이소프로필 알코올 및 니트레이트의 통과율을 나타낸다.Table 7 shows the flow and passage rates of sodium chloride, isopropyl alcohol and nitrate for membranes with modified separator layers.

표 8은 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 유동 및 염화나트륨, 이소프로필 알코올 및 니트레이트의 통과율을 나타낸다.Table 8 shows the flow and passage rates of sodium chloride, isopropyl alcohol and nitrate for membranes with modified separator layers.

표 9는 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 유동 및 염화나트륨, 이소프로필 알코올 및 니트레이트의 통과율을 나타낸다.Table 9 shows the flow and passage rates of sodium chloride, isopropyl alcohol and nitrate for membranes with modified separator layers.

표 10은 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 유동 및 염화나트륨, 보레이트 이소프로필 알코올 및 니트레이트의 통과율을 나타낸다.Table 10 shows the flow and passage rates of sodium chloride, borate isopropyl alcohol and nitrate for membranes with modified separator layers.

표 11은 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 이소프로필 알코올, 보레이트 및 니트레이트의 통과율을 나타낸다.Table 11 shows the passage rates of isopropyl alcohol, borate and nitrate for membranes with modified separator layers.

표 12는 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 유동 및 염화나트륨의 통과율을 나타낸다.Table 12 shows the flow and sodium chloride passage rates for membranes with modified separator layers.

표 13은 막의 명칭, 유형 및 개질 화합물을 나타낸다.Table 13 shows the names, types and modifying compounds of the membranes.

표 14는 회전 디스크 반응기 시스템에서 막의 분포를 나타낸다.Table 14 shows the distribution of membranes in a rotating disk reactor system.

표 15는 각각의 막에 대한 막 분석 유형의 명칭을 나타낸다.Table 15 shows the names of the membrane assay types for each membrane.

표 16은 각각의 막에 대한 생물막(biofilm)의 평균 증가를 나타낸다.Table 16 shows the average increase in biofilm for each membrane.

도 1은 개질된 구분 층을 가진 막에 대한 염화나트륨, 이소프로필 알코올 및 니트레이트의 통과율을 나타낸다.1 shows the passage of sodium chloride, isopropyl alcohol and nitrate for a membrane with a modified separator layer.

도 2는 각각의 막에 대한 동결 구획 분석(cryo-sectioning analysis) 결과를 나타낸다.2 shows the cryo-sectioning analysis results for each membrane.

본 발명의 양태는 개질된 구분 층을 가진 다층 막 및 이의 제조 방법을 포함한다. 본 발명의 양태는 또한 개선된 제거율을 갖는 개질된 구분 층을 가진 막을 포함한다. 또한, 본 발명의 양태는 개선된 항균 특성을 갖는 개질된 구분 층을 갖는 막을 포함한다. 본 발명의 양태는 개질되지 않은 구분 층을 가진 막에 비해 개선을 나타낸다. Aspects of the present invention include multilayer membranes having modified separator layers and methods for making the same. Embodiments of the present invention also include membranes with modified separator layers having improved removal rates. In addition, embodiments of the present invention include a membrane having a modified separator layer having improved antibacterial properties. Embodiments of the present invention show an improvement over membranes with unmodified partition layers.

본 발명의 막은 개질된 구분 층을 포함할 수 있으며, 여기서, 구분 층은 개질 조성물을 구분 층에 도포시킴으로써 개질된다. 개질 조성물은 구분 층의 적어도 표면 일부 위에 배치되어, 수소 결합, 이온 결합, 공유 결합, 물리적 교락(physical entanglement) 및 화학적 결합 중의 하나 이상에 의해 구분 층에 고정된 개질 조성물 층을 형성한다. 본원에 사용된 "물리적 교락"은 장쇄 분자, 예를 들면, 서로 교락되는 페닐 아민과 같은 중합체, 또는 예를 들면, 구분 층에 화학적으로 결합하는 것 대신에 폴리아미드 구분 층에 함유된 폴리아미드의 장쇄를 갖도록 하는 공정을 말한다. 일부 양태에서, 화학적 결합은 아미드, 설파미드, 우레탄, 우레아, 티오에스테르, 및 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민 및 베타 하이드록실 아민을 포함하는 아민 중 하나 이상일 수 있다.The membranes of the present invention may comprise a modified separator layer, wherein the separator layer is modified by applying the modifying composition to the separator layer. The modifying composition is disposed over at least a portion of the surface of the separator layer to form a modified composition layer fixed to the separator layer by one or more of hydrogen bonds, ionic bonds, covalent bonds, physical entanglements, and chemical bonds. As used herein, "physical entanglement" refers to polymers such as long chain molecules, such as phenyl amines intertwined with one another, or, for example, polyamides contained in a polyamide separator layer instead of chemically bonding to the separator layer. The process of having a long chain is said. In some embodiments, the chemical bond may be one or more of amines including amides, sulfamides, urethanes, ureas, thioesters, and secondary amines, tertiary amines, quaternary amines, and beta hydroxyl amines.

일부 양태에서, 본 발명의 막은 복합 폴리아미드 역삼투압 막[예를 들면, 필름텍 코포레이션(FilmTec Corporation)에서 시판되는 "FT-30™"]과 같은 이미 형성된 구분 층 상에 후-처리함으로써 제조할 수 있다. 일부 양태에서, 후-처리는 다양한 화합물을 수용액에 첨가하고 당해 수용액을 이미 형성된 구분 층 상에 피복시킴으로써 수행할 수 있다. 또한, 이후에 공정 단계들을 본원에 논의된 바와 같이 수행할 수 있다. 각종 양태에서, 개질은 막 제작(예를 들면, 본원에서 논의되는 바와 같이, 폴리아민 및 다관능성 산 할라이드 반응의 계면 중합의 개시 직후) 동안 달성할 수 있다. 개질 조성물이 수용액에서 가용성이 아닌 양태에서, 개질은 각종 화합물을 수용액에 첨가함으로써 막 제작 동안 달성할 수 있다. 수용액이 막을 통과하면서, 각종 화합물이 구분 층의 표면에 보다 고농도로 존재할 수 있고, 수소 결합, 이온 결합, 공유 결합, 물리적 교락에 의해 및/또는 화학 결합을 형성함에 의해 구분 층에 고정될 수 있다. 일부 양태에서, 고정되는 유형 및/또는 고정되는 정도는 구분 층에 도포되는 각종 화합물의 분자량 및 화학 조성, 및/또는 각종 화합물의 혼합으로부터 형성된 반응 생성물의 분자량 및 화학 조성에 좌우될 수 있다. 본원에 논의된 바와 같이, 구분 층의 표면을 개질시키기 위해 사용된 각종 화합물의 존재는 개질되지 않은 구분 층을 가진 막과 비교하여, 내오염성(fouling resistant) 표면, 개선된 염 제거율, 개선된 용질 제거율, 개선된 소 유기물(small organics) 제거율 및/또는 개선된 항균 특성을 포함하는 하나 이상의 개선점들을 갖는 막을 제공할 수 있다. 본원에 사용된 "제거율(rejection)"은 막에 의해 시스템 공급수로부터 제거된 용질 농도의 백분율을 말한다.In some embodiments, the membranes of the present invention can be prepared by post-treatment on already formed separator layers such as composite polyamide reverse osmosis membranes (eg, "FT-30 ™" available from FilmTec Corporation). Can be. In some embodiments, the post-treatment can be performed by adding various compounds to the aqueous solution and coating the aqueous solution on the already formed separator layer. In addition, process steps may be performed as discussed herein later. In various embodiments, the modification can be accomplished during membrane fabrication (eg, immediately after initiation of interfacial polymerization of the polyamine and polyfunctional acid halide reactions, as discussed herein). In embodiments where the modifying composition is not soluble in aqueous solution, the modifying can be accomplished during membrane fabrication by adding various compounds to the aqueous solution. As the aqueous solution passes through the membrane, various compounds may be present at higher concentrations on the surface of the separation layer and may be immobilized to the separation layer by hydrogen bonds, ionic bonds, covalent bonds, physical entanglements, and / or by forming chemical bonds. . In some embodiments, the type and / or degree of immobilization may depend on the molecular weight and chemical composition of the various compounds applied to the separation layer, and / or the molecular weight and chemical composition of the reaction product formed from the mixing of the various compounds. As discussed herein, the presence of various compounds used to modify the surface of the separator layer is characterized by a fouling resistant surface, an improved salt removal rate, an improved solute compared to a membrane having an unmodified separator layer. It is possible to provide a membrane with one or more improvements, including removal rates, improved small organics removal rates, and / or improved antibacterial properties. As used herein, "rejection" refers to the percentage of solute concentration removed from the system feed water by the membrane.

본 발명의 막은 수성의 피복 조성물을 다공성 기판의 적어도 표면 일부에 도포시켜 제1 피복된 기판을 형성시킴으로써 제조할 수 있다. 수성 피복 조성물은 다관능성 아민, 다관능성 알코올, 다관능성 티올 및 다관능성 무수물로부터 선택된 하나 이상의 다관능성 화합물을 포함할 수 있다.The membranes of the present invention can be prepared by applying an aqueous coating composition to at least a portion of the surface of a porous substrate to form a first coated substrate. The aqueous coating composition may comprise one or more polyfunctional compounds selected from polyfunctional amines, polyfunctional alcohols, polyfunctional thiols, and polyfunctional anhydrides.

일부 양태에서, 수성 피복 조성물 중 다관능성 화합물의 농도는, 총 수성 피복 조성물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.1 내지 10중량%, 및 바람직하게는 약 0.5 내지 7.0중량%의 범위일 수 있다. 또한, 피복은 다른 피복 기술 중에서 분무, 막 피복, 롤링(rolling)에 의해 또는 침지 탱크(dip tank)를 사용하여 달성될 수 있다. 과량의 용액은 다른 것들 중에서 공기 및/또는 수 나이프, 건조기 또는 오븐에 의해 지지체로부터 제거시킬 수 있다.In some embodiments, the concentration of the multifunctional compound in the aqueous coating composition may range from about 0.1 to 10 weight percent, and preferably from about 0.5 to 7.0 weight percent, based on the weight of the total aqueous coating composition. In addition, the coating may be accomplished by spraying, membrane coating, rolling or using a dip tank, among other coating techniques. Excess solution may be removed from the support by air and / or a hand knife, dryer or oven, among others.

다음에, 유기 용매 조성물을 제1 피복된 기판에 도포시킴으로써 다공성 기판의 적어도 표면 일부에 구분 층을 형성시킬 수 있다. 유기 용매 조성물은 유기 용매 및 다관능성 산 할라이드, 다관능성 무수물 및 다관능성 이무수물 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 다관능성 산 할라이드는 비-극성 유기 용매에, 총 비-극성 유기 용매의 중량을 기준으로 하여, 약 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 0.02 내지 2중량%의 범위로 용해되고, 연속 피복 공정의 일부로 전달될 수 있다.The separation layer can then be formed on at least a portion of the surface of the porous substrate by applying the organic solvent composition to the first coated substrate. The organic solvent composition may comprise one or more of an organic solvent and a polyfunctional acid halide, polyfunctional anhydride and polyfunctional dianhydride. The polyfunctional acid halide is dissolved in the non-polar organic solvent in the range of about 0.01 to 5% by weight, preferably 0.02 to 2% by weight, based on the weight of the total non-polar organic solvent, May be delivered in part.

수성 피복 조성물 및 유기 용매 조성물의 계면 중합으로부터 형성된 구분 층은 본원에 추가로 논의된 바와 같이, 다관능성 화합물과, 다관능성 산 할라이드, 다관능성 무수물 및 다관능성 이무수물 중의 하나 이상과의 반응 생성물을 포함할 수 있다.The separation layer formed from the interfacial polymerization of the aqueous coating composition and the organic solvent composition may, as further discussed herein, react product of the multifunctional compound with one or more of the polyfunctional acid halide, polyfunctional anhydride and polyfunctional dianhydride. It may include.

일부 양태에서, 구분 층은 폴리아미드 구분 층일 수 있다. 폴리아미드 구분 층은 다관능성 화합물(예를 들면, 다관능성 아민 단량체)를 다관능성 산 할라이드와 계면 중합시켜 제조할 수 있으며, 여기서, 각각의 용어는 다공성 지지체의 하나 이상의 표면에, 단일 종 또는 다수 종의 아민을 배합하여 사용하는 것 또는 산 할라이드를 배합하여 사용하는 것 둘 다를 언급하는 것으로 의도된다. 본원에 사용된 "폴리아미드"는, 아미드 결합(-C(O)NH-)이 분자 쇄를 따라 발생하는 중합체이다.In some embodiments, the separator layer can be a polyamide separator layer. Polyamide partition layers may be prepared by interfacial polymerization of a multifunctional compound (eg, a polyfunctional amine monomer) with a polyfunctional acid halide, wherein each term is a single species or multiple on one or more surfaces of the porous support. It is intended to refer to both the use of a combination of amines of species or the use of a combination of acid halides. As used herein, “polyamide” is a polymer in which amide bonds (—C (O) NH—) occur along the molecular chain.

본원에 논의된 바와 같이, 다관능성 아민 단량체 및 다관능성 산 할라이드는 용액으로 피복 단계에서 다공성 지지체에 전달될 수 있으며, 여기서, 다관능성 아민 단량체는 수용액으로 피복되고, 다관능성 산 할라이드는 유기 용매로 피복될 수 있다. 피복 단계가 "비-순차적"(예를 들면, 특정 순서에 따르지 않음)일 수 있지만, 다관능성 아민 단량체를 바람직하게는 다공성 지지체 상에 우선 피복한 후, 다관능성 산 할라이드를 피복한다.As discussed herein, the polyfunctional amine monomer and polyfunctional acid halide can be delivered to the porous support in a coating step with a solution, where the polyfunctional amine monomer is coated with an aqueous solution and the polyfunctional acid halide is with an organic solvent. Can be coated. Although the coating step may be “non-sequential” (eg, not in a particular order), the polyfunctional amine monomer is preferably first coated on the porous support, followed by the polyfunctional acid halide.

폴리아미드 구분 층을 형성하기 위해 본 발명에 사용된 다관능성 아민 단량체는 1급 또는 2급 아미노 그룹을 가질 수 있으며, 방향족(예를 들면, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 1,3,5-트리아미노벤젠, 1,3,4-트리아미노벤젠, 3,5-디아미노벤조산, 2,4-디아미노톨루엔, 2,4-디아미노아니솔 및 크실틸렌디아민) 또는 지방족(예를 들면, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민 및 트리스(2-디아미노에틸)아민)일 수 있다. 바람직한 다관능성 아민 단량체의 예는 2개 또는 3개의 아미노 그룹을 갖는 1급 아민, 예를 들면, m-페닐렌 디아민(MPD), 및 2개의 아미노 그룹을 갖는 2급 지방족 아민, 예를 들면, 피페라진을 포함한다. 본원에 논의된 바와 같이, 다관능성 아민 단량체는 수성 피복 조성물로서 다공성 지지체에 도포될 수 있다. 다공성 지지체 상에 피복되면, 과량의 수성 피복 조성물은 임의로 제거할 수 있다.The polyfunctional amine monomers used in the present invention to form the polyamide partition layer may have primary or secondary amino groups and may be aromatic (eg m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1, 3,5-triaminobenzene, 1,3,4-triaminobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,4-diaminotoluene, 2,4-diaminoanisole and xylylenediamine) or aliphatic ( Ethylenediamine, propylenediamine and tris (2-diaminoethyl) amine). Examples of preferred polyfunctional amine monomers are primary amines having two or three amino groups, for example m-phenylene diamine (MPD), and secondary aliphatic amines having two amino groups, for example Piperazine. As discussed herein, the multifunctional amine monomer may be applied to the porous support as an aqueous coating composition. Once coated on the porous support, excess aqueous coating composition may optionally be removed.

본원에서 논의된 바와 같이, 다관능성 산 할라이드가 증기상(예를 들면, 충분한 증기압을 갖는 다관능성 산 할라이드의 경우)으로 전달될 수 있지만, 다관능성 산 할라이드는 바람직하게는 유기 용매로 피복된다. 다관능성 산 할라이드는 특별히 제한되지 않으며, 방향족 또는 지환족 다관능성 산 할라이드가 사용될 수 있다. 방향족 다관능성 산 할라이드의 비-제한적 예는 트리메스산 클로라이드, 테레프탈산 클로라이드, 이소프탈산 클로라이드, 비페닐 디카복실산 클로라이드, 및 나프탈렌 디카복실산 디클로라이드를 포함한다. 지환족 다관능성 산 할라이드의 비-제한적 예는 사이클로프로판 트리카복실산 클로라이드, 사이클로부탄 테트라카복실산 클로라이드, 사이클로펜탄 트리카복실산 클로라이드, 사이클로펜탄 테트라카복실산 클로라이드, 사이클로헥산 트리카복실산 클로라이드, 테트라하이드로푸란 테트라카복실산 클로라이드, 사이클로펜탄 디카복실산 클로라이드, 사이클로부탄 디카복실산 클로라이드, 사이클로헥산 디카복실산 클로라이드 및 테트라하이드로푸란 디카복실산 클로라이드를 포함한다. 하나의 바람직한 다관능성 산 할라이드는 트리메소일 클로라이드(TMC)이다.As discussed herein, the polyfunctional acid halide can be delivered in the vapor phase (eg, in the case of a polyfunctional acid halide with sufficient vapor pressure), but the polyfunctional acid halide is preferably covered with an organic solvent. The polyfunctional acid halide is not particularly limited, and aromatic or alicyclic polyfunctional acid halides can be used. Non-limiting examples of aromatic polyfunctional acid halides include trimesic acid chloride, terephthalic acid chloride, isophthalic acid chloride, biphenyl dicarboxylic acid chloride, and naphthalene dicarboxylic acid dichloride. Non-limiting examples of cycloaliphatic polyfunctional acid halides include cyclopropane tricarboxylic acid chloride, cyclobutane tetracarboxylic acid chloride, cyclopentane tricarboxylic acid chloride, cyclopentane tetracarboxylic acid chloride, cyclohexane tricarboxylic acid chloride, tetrahydrofuran tetracarboxylic acid chloride, cyclo Pentane dicarboxylic acid chloride, cyclobutane dicarboxylic acid chloride, cyclohexane dicarboxylic acid chloride and tetrahydrofuran dicarboxylic acid chloride. One preferred polyfunctional acid halide is trimesoyl chloride (TMC).

적합한 유기 용매는 다관능성 산 할라이드를 용해시킬 수 있고 물과 혼합될 수 없는 것들이다. 바람직한 용매는 오존 층을 파괴하지 않으면서 이들의 인화점 및 막 가연성의 측면에서 극도의 예방조치 없이 통상의 공정을 수행하기에 충분히 안전한 것들을 포함한다. 고비점 탄화수소, 즉, 탄소수가 8 내지 14인 탄화수소와 같이 비점이 약 90℃ 초과인 것들 및 이의 혼합물은 탄소수가 5 내지 7인 탄화수소보다 더 양호한 인화점을 가지지만, 이들은 덜 휘발성이다. 예를 들면, 유용한 유기 용매는 n-헥산 또는 사이클로헥산과 같은 탄화수소, IsoparTM[제조원: 엑손(Exxon)]과 같은 고순도 이소파라핀성 물질, 또는 트리플루오로트리클로로에탄을 포함하는 FreonTM[제조원: 이. 아이. 듀퐁 캄파니(E. I. DuPont Co.)]과 같은 할로겐화 탄화수소를 포함한다.Suitable organic solvents are those which can dissolve polyfunctional acid halides and cannot be mixed with water. Preferred solvents include those that are safe enough to carry out conventional processes without extreme precautions in terms of their flash point and film flammability without destroying the ozone layer. High boiling hydrocarbons, ie those having a boiling point above about 90 ° C., such as hydrocarbons having 8 to 14 carbon atoms, and mixtures thereof, have better flash points than hydrocarbons having 5 to 7 carbon atoms, but they are less volatile. For example, useful organic solvents include hydrocarbons such as n-hexane or cyclohexane, high purity isoparaffinic materials such as Isopar (Exxon), or Freon [including trifluorotrichloroethane] : This. children. Halogenated hydrocarbons such as DuPont Co.].

서로 접촉하게 되면, 다관능성 산 할라이드 및 다관능성 아민 단량체는 이들의 표면 계면에서 반응하여 폴리아미드 구분 층을 형성한다.Upon contact with each other, the polyfunctional acid halides and polyfunctional amine monomers react at their surface interface to form a polyamide partition layer.

다관능성 산 할라이드 및 다관능성 아민 단량체의 반응 시간은 1초 미만일 수 있으나, 접촉 시간은 1 내지 6초의 범위이며, 이후, 과량의 액체는 공기 나이프, 수욕(들), 건조기 등에 의해 임의로 제거될 수 있다. 과량의 물 및/또는 유기 용매의 제거는, 비록 주위 온도에서의 공기 건조가 사용될 수 있지만, 승온, 예를 들면, 약 40℃ 내지 약 120℃에서 건조시켜 달성할 수 있다.The reaction time of the polyfunctional acid halide and the polyfunctional amine monomer may be less than 1 second, but the contact time is in the range of 1 to 6 seconds, after which the excess liquid may be optionally removed by air knife, water bath (s), dryer or the like. have. Removal of excess water and / or organic solvent can be accomplished by drying at elevated temperature, eg, about 40 ° C. to about 120 ° C., although air drying at ambient temperature may be used.

본 발명의 양태는 개질 조성물을 구분 층의 적어도 표면 일부에 도포시켜 개질된 구분 층을 형성함으로써 본원에 논의된 바와 같이 제조된 구분 층을 개질시키는 방법을 포함한다. 개질 조성물은 본원에서 추가로 논의한 바와 같은, 유기 용매, 및 관능성 그룹을 포함하는 반응성 개질 화합물을 포함할 수 있다.Aspects of the present invention include a method of modifying a separator layer prepared as discussed herein by applying the modifying composition to at least a portion of the surface of the separator layer to form a modified separator layer. The modifying composition can include an organic solvent, as further discussed herein, and a reactive modifying compound comprising a functional group.

본원에 논의된 바와 같이, 구분 층은 다관능성 화합물과, 다관능성 산 할라이드, 다관능성 무수물, 및 다관능성 이무수물 중의 하나 이상의 반응 생성물과의 잔류 반응성 잔기를 포함할 수 있다. 잔류 반응성 잔기는 다관능성 화합물 상의 미반응 관능성 그룹, 다관능성 산 할라이드 상의 미반응 관능성 그룹, 다관능성 무수물 상의 미반응 관능성 그룹, 및 다관능성 이무수물 상의 미반응 관능성 그룹 중 하나 이상일 수 있다. 잔류 반응성 잔기는 또한 다관능성 화합물의 가수분해 생성물, 다관능성 산 할라이드의 가수분해 생성물, 다관능성 무수물의 가수분해 생성물 및/또는 다관능성 이무수물의 가수분해 생성물일 수 있다.As discussed herein, the separator layer may comprise residual reactive moieties of the multifunctional compound and one or more reaction products of the polyfunctional acid halide, polyfunctional anhydride, and polyfunctional dianhydride. The residual reactive moiety can be one or more of an unreacted functional group on a polyfunctional compound, an unreacted functional group on a polyfunctional acid halide, an unreacted functional group on a polyfunctional anhydride, and an unreacted functional group on a polyfunctional dianhydride. have. The residual reactive moiety can also be a hydrolysis product of a polyfunctional compound, a hydrolysis product of a polyfunctional acid halide, a hydrolysis product of a polyfunctional anhydride and / or a hydrolysis product of a polyfunctional dianhydride.

바람직하게는, 개질 조성물은 구분 층을 형성하기 위한 계면 중합 후에, 세정 또는 건조 단계와 같이 구분 층 상의 잔류-반응성 잔기를 제한하거나 또는 제거할 수 있는 단계 전에 도포시킬 수 있다. 또한, 상기 방법에서 이러한 시점에 개질 조성물을 도포시킴에 의해, 현존하는 막 제조 공정에 약간의 변화가 필요할 수 있다. 그러나, 양태는, 개질 조성물을 본원에 논의된 바와 같이 다관능성 산 할라이드를 함유하는 유기 용매 조성물을 도포한 후 공정의 특정한 시기에 구분 층에 도포하는 공정을 포함한다. 본 발명의 방법은 단지, 충분한 수의 잔류 반응성 잔기가 구분 층에서 이용가능할 것을 요구한다. 일부 양태에서, 적절한 수의 잔류 반응성 잔기는 목적하는 변화에 좌우될 것이다.Preferably, the modifying composition may be applied after interfacial polymerization to form the separator layer, but before the step of limiting or removing residual-reactive moieties on the separator layer, such as washing or drying. In addition, by applying the modifying composition at this point in the process, slight changes in the existing film making process may be required. However, embodiments include applying the modified composition to the separation layer at a particular time of the process after applying the organic solvent composition containing the polyfunctional acid halide as discussed herein. The process of the invention only requires that a sufficient number of residual reactive moieties be available in the separation layer. In some embodiments, an appropriate number of residual reactive moieties will depend on the desired change.

구분 층을 개질시키기 위하여, 본 발명의 양태는 본원에 논의한 바와 같이, 계면 중합 반응 단계 후 잔류하는 구분 층 상의 잔류 반응성 잔기를 이용한다. 일부 양태에서, 구분 층 상의 유용한 잔류 반응성 잔기는 계면 중합용 출발 물질에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 다관능성 아민 단량체가 메타-페닐렌 디아민(MPD)이고, 다관능성 산 할라이드가 트리메스산 클로라이드(TMC)인 양태에서, 구분 층 상의 반응성 잔기는 다관능성 아민 및 다관능성 산 클로라이드의 유도체를 포함할 수 있다. 따라서, 구분 층은 화학식 I에 나타낸 첨가되는 그룹을 위한 2개의 부위(예를 들면, Y 및 Z)를 포함할 수 있다:In order to modify the separator layer, embodiments of the present invention utilize the residual reactive moieties on the separator layer remaining after the interfacial polymerization reaction step, as discussed herein. In some embodiments, useful residual reactive moieties on the separator layer may depend on the starting material for interfacial polymerization. For example, in embodiments where the polyfunctional amine monomer is meta-phenylene diamine (MPD) and the polyfunctional acid halide is trimesic acid chloride (TMC), the reactive moiety on the dividing layer may be a polyfunctional amine and a polyfunctional acid chloride. Derivatives may be included. Thus, the separation layer may comprise two sites (eg Y and Z) for the added group shown in formula (I):

Figure 112008085828845-PCT00001
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별개로, 다관능성 아민은 화학식 II로 나타낼 수 있으며; 다관능성 산 클로라이드의 가수분해로부터 생성된, 구분 층 상의 반응성 잔기로 존재하는 카복실산은 화학식 III의 화합물로 나타낼 수 있다:Separately, polyfunctional amines can be represented by Formula (II); Carboxylic acids present as reactive moieties on the partition layer, resulting from hydrolysis of polyfunctional acid chlorides, can be represented by compounds of Formula III:

Figure 112008085828845-PCT00002
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Figure 112008085828845-PCT00003
Figure 112008085828845-PCT00003

본원에 논의되는 바와 같이, 막을 제조하는 방법은 개질 조성물을 구분 층의 적어도 표면 일부에 도포시킴으로써 개질된 구분 층을 형성함을 포함한다. 일부 양태에서, 개질 조성물은 유기 용매 및 관능성 그룹을 포함하는 반응성 개질 화합물을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 개질 조성물의 유기 용매는 본원에 논의된 바와 같이, 다관능성 산 할라이드에 대해 사용된 용매와 동일할 수 있다.As discussed herein, a method of making a membrane includes forming a modified separator layer by applying the modifying composition to at least a portion of the surface of the separator layer. In some embodiments, the modifying composition can include a reactive modifying compound that includes an organic solvent and a functional group. In some embodiments, the organic solvent of the modifying composition may be the same solvent used for the polyfunctional acid halide, as discussed herein.

현존하는 막의 제거율을 개선시키기 위한 이전의 시도에서, 막의 개질은 개질제를 일반적으로 세정 또는 가수분해 단계 동안, 또는 당해 단계 후에 수성 상에 첨가함을 포함하였다. 따라서, 개질제는 수용성 중합체 및 화학물질로 제한되었고, 막과 함께 사용될 수 있는 관능성 그룹의 선택을 제한하였다. 그러나, 본 발명의 양태는 유기 용매에서 가용성이거나 적어도 분산성인 반응성 개질 화합물을 포함한다. 유기 용매의 사용은 반응성 개질 화합물을 광범위하게 선택하여 사용할 수 있게 하여, 탄소수가 5 이상인 방향족 및 지방족과 같은 고분자량 반응성 개질 화합물을 용해시킬 수 있다. 또한, 유기 용매는 수중에서 난용성이므로, 유기 가용성의 반응성 개질 화합물은 수 정제 공정에서 당해 수득된 다층 막을 사용하는 동안 제거 및/또는 세척되지 않을 수 있다. In previous attempts to improve the removal rate of existing membranes, modification of the membranes generally included adding the modifier to the aqueous phase during or after the washing or hydrolysis step. Thus, modifiers have been limited to water soluble polymers and chemicals and have limited the choice of functional groups that can be used with the membrane. However, embodiments of the present invention include reactive modifying compounds that are soluble or at least dispersible in an organic solvent. The use of organic solvents allows a wide selection of reactive modifying compounds to be used to dissolve high molecular weight reactive modifying compounds such as aromatics and aliphatic having 5 or more carbon atoms. In addition, because the organic solvent is poorly soluble in water, organic soluble reactive modifying compounds may not be removed and / or washed while using the obtained multilayer membrane in a water purification process.

또한, 본 발명의 양태의 하나의 국면은 막을 통과하는 유동을, 산업적 요구사항 이하로 현저히 감소시키지 않으면서 구분 층의 선택성 특성을 변화시키는 반응성 개질 화합물을 선택하는 것이다. 반응성 개질 화합물은 치환되거나 또는 치환되지 않은 방향족 화합물, 지환족 화합물, 피리딘 또는 5원 이상의 직쇄 지방족 화합물로부터 선택할 수 있다.In addition, one aspect of an aspect of the present invention is to select reactive modifying compounds that change the selectivity properties of the separation layer without significantly reducing the flow through the membrane below industrial requirements. The reactive modified compound may be selected from substituted or unsubstituted aromatic compounds, alicyclic compounds, pyridine or five or more linear aliphatic compounds.

반응성 개질 화합물이 구분 층과 반응하는 관능성 그룹을 포함함으로써 개질 조성물을 화학 결합을 통해 구분 층에 고정시키는 양태에서, 반응성 개질 화합물은 구분 층 상의 잔류 반응성 잔기와 함께, 아민, 아미드, 설파미드, 우레탄, 우레아, 티오에스테르, 아미노에스테르, 에스테르아미드, 이미드, 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민, 또는 베타 하이드록실 아민 결합을 형성할 수 있는 관능성 그룹을 포함할 수 있다. 바람직한 반응성 개질 화합물은 아닐린 유도체, 및 탄소수가 5 이상인 직쇄 또는 사이클릭 아민으로부터 선택할 수 있다.In embodiments in which the reactive modifying compound comprises a functional group that reacts with the separating layer, thereby fixing the modifying composition to the separating layer via chemical bonding, the reactive modifying compound, together with the remaining reactive moieties on the separating layer, may be combined with amines, amides, sulfamides, Functional groups capable of forming urethanes, ureas, thioesters, aminoesters, esteramides, imides, secondary amines, tertiary amines, quaternary amines, or beta hydroxyl amine bonds. Preferred reactive modifying compounds can be selected from aniline derivatives and straight or cyclic amines having 5 or more carbon atoms.

일부 양태에서, 아미드, 이소시아네이트, 우레탄, 우레아, 설파미드, 티오에스테르, 아미노에스테르, 에스테르아미드, 이미드, 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민 또는 베타 하이드록실 아민과 관능성 그룹 사이에 견고한 결합을 제공할 수 있는 반응성 개질 화합물을 선택하는 것이 바람직하다. 이는 보다 개선된 제거율 및 선택성을 허용할 수 있다.In some embodiments, there is a tight bond between the amide, isocyanate, urethane, urea, sulfamide, thioester, aminoester, esteramide, imide, secondary amine, tertiary amine, quaternary amine or beta hydroxyl amine and functional group. It is desirable to select reactive modifying compounds that can provide a bond. This may allow for better removal rates and selectivity.

본원에 논의된 바와 같이, 반응성 개질 화합물은 관능성 그룹을 포함할 수 있다. 관능성 그룹은 아민, 아미노알코올, 아미노에스테르, 에스테르, 티오에스테르, 에테르, 알코올, 무수물, 에폭사이드, 산 할라이드, 이소시아네이트, 2-옥사졸린, 티올, 티오페놀, 디설파이드 및 아지드로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 또한, 본원에 논의된 바와 같이, 일부 양태에서, 관능성 그룹은 구분 층 상에서 잔류 반응성 잔기와 반응하여 화학 결합을 형성할 수 있다.As discussed herein, the reactive modifying compound may comprise a functional group. The functional group can be selected from the group consisting of amines, aminoalcohols, aminoesters, esters, thioesters, ethers, alcohols, anhydrides, epoxides, acid halides, isocyanates, 2-oxazolines, thiols, thiophenols, disulfides and azides Can be. In addition, as discussed herein, in some embodiments, functional groups may react with residual reactive moieties on a separator layer to form chemical bonds.

관능성 그룹이 구분 층 상에서 잔류 반응성 잔기와 반응하여 화학 결합을 형성하는 양태에서, 개질 화합물은, 관능성 그룹이 가장 잘 반응하는 잔류 반응성 잔기를 기준으로 선택된 관능성 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원에서 논의한 바와 같이, 잔류 반응성 잔기는 폴리아미드 구분 층의 아민일 수 있다. 이러한 아민과 효과적으로 반응할 수 있는 가능한 관능성 그룹은 산 할라이드, 에폭사이드, 이소시아네이트, 디이소시아네이트 및 아지드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 지방족 에폭시 개질 화합물은 잔류 아민 잔기와 반응하여 베타 하이드록실 아민을 형성할 수 있다. 유사하게, 지방족 이소시아네이트 개질 화합물은 잔류 아민 잔기와 반응하여 치환된 우레아를 형성할 수 있고, 디이소시아네이트 개질 화합물은 잔류 아민 잔기와 반응하여 우레탄을 형성할 수 있다.In embodiments in which the functional group reacts with the residual reactive moiety on the separation layer to form a chemical bond, the modified compound may include a functional group selected based on the residual reactive moiety to which the functional group reacts best. For example, as discussed herein, the residual reactive moiety can be the amine of the polyamide partition layer. Possible functional groups that can effectively react with such amines may include acid halides, epoxides, isocyanates, diisocyanates and azide. For example, aliphatic epoxy modified compounds can react with residual amine residues to form beta hydroxyl amines. Similarly, aliphatic isocyanate modified compounds can react with residual amine residues to form substituted ureas, and diisocyanate modified compounds can react with residual amine residues to form urethanes.

일부 양태에서, 잔류하는 반응성 잔기는 폴리아미드 구분 층의 산 할라이드 및/또는 카복실산일 수 있다. 이러한 양태에서, 아민, 2-옥사졸린 및 알콜이 개질 화합물 상의 관능성 그룹으로 선택될 수 있는 이용가능한 염기성 및/또는 친핵성, 유기 가용성 화합물 중에 존재한다. 각종 양태에서, 방향족 구조물이 바람직한데, 그 이유는 이들이 심각한 건강 및 안전성 걱정 없이 취급하기에 충분하도록 안정하기 때문이다. 추가로, 더 큰 개질 화합물은 개질된 구분 층, 및 이에 따른 막에서, 유사한 개질 화합물과 비교하여, 선택도 특성에 더 상당한 변화를 생성할 수 있다. In some embodiments, the remaining reactive moiety can be an acid halide and / or carboxylic acid of the polyamide separator layer. In such embodiments, amines, 2-oxazolines and alcohols are present in the available basic and / or nucleophilic, organic soluble compounds that can be selected as functional groups on the modifying compound. In various embodiments, aromatic structures are preferred because they are stable enough to handle without serious health and safety concerns. In addition, larger modified compounds can produce more significant changes in selectivity properties, compared to similar modified compounds, in modified partition layers, and thus in membranes.

잔류하는 산 할라이드 잔기 및/또는 잔류하는 카복실산 잔기와 반응하는 개질 화합물의 예는 아닐린이다. 아닐린 상의 아민은 구분 층 상의 반응되지 않은 산 클로라이드 및/또는 카복실산과 반응할 수 있다. 산 할라이드 및/또는 카복실산과 반응시키기 위한 기타의 적합한 반응성 개질 화합물은, 이에 제한되지는 않지만, 지방족 2급 아민, 방향족 아민, 3급 아민, 및 아미드를 포함한다.An example of a modified compound that reacts with residual acid halide residues and / or residual carboxylic acid residues is aniline. The amines on aniline can react with unreacted acid chlorides and / or carboxylic acids on the separator layer. Other suitable reactive modifying compounds for reacting with acid halides and / or carboxylic acids include, but are not limited to, aliphatic secondary amines, aromatic amines, tertiary amines, and amides.

기타 양태는 에스테르, 티오에스테르, 에테르, 알콜, 무수물, 2-옥사졸린, 티올, 티오페놀, 및 디설파이드를 포함하는 그룹으로부터 선택된 관능성 그룹을 갖는 개질 화합물을 포함한다. 이후에, 반응성 개질 화합물은 특히 지방족 아민, 방향족 아민, 아지드, 이소시아네이트, 에스테르, 무수물, 에폭사이드, 2-옥사졸린, 아미드, 트레실레이트, 토실레이트, 및 메실레이트로부터 선택될 수 있다.Other embodiments include modified compounds having a functional group selected from the group comprising esters, thioesters, ethers, alcohols, anhydrides, 2-oxazolines, thiols, thiophenols, and disulfides. The reactive modifying compound can then be chosen in particular from aliphatic amines, aromatic amines, azides, isocyanates, esters, anhydrides, epoxides, 2-oxazolines, amides, tresylates, tosylates, and mesylates.

일부 양태에서, 반응성 개질 화합물은 본원에서 논의된 바와 같은 관능성 그룹, 및 펜던트(pendent) 관능성 그룹을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 펜던트 관능성 그룹은 구분 층의 하나 이상의 특성을 변화시키기 위해 선택될 수 있다. 예를 들면, 펜던트 관능성 그룹은 항균 특성을 갖는 구분 층을 제공할 수 있는 유 기금속성 물질일 수 있다. 일부 양태에서, 반응성 개질 화합물은 구분 층 위에 잔류하는 반응성 잔기와 반응하여 화학 결합 및 펜던트 관능성 그룹을 생성하여 구분 층의 특성을 변화시킬 수 있는 관능성 그룹을 포함할 수 있다. In some embodiments, the reactive modifying compound can include a functional group as discussed herein, and a pendant functional group. In some embodiments, pendant functional groups can be selected to change one or more properties of the separator layer. For example, the pendant functional group can be an organic metallic material that can provide a partition layer with antibacterial properties. In some embodiments, the reactive modifying compound can include functional groups that can react with reactive residues remaining on the separator layer to produce chemical bonds and pendant functional groups that can change the properties of the separator layer.

일부 양태에서, 반응성 개질 화합물은 하나의 펜던트 관능성 그룹을 포함할 수 있다. 그러나, 양태들은 또한 다수의 펜던트 관능성 그룹을 갖는 반응성 개질 화합물을 포함한다. 또한, 반응성 개질 화합물은 동일한 화합물의 다수의 펜던트 관능성 그룹 및/또는 상이한 화합물에 존재하는 다수의 펜던트 그룹을 포함할 수 있다.In some embodiments, the reactive modifying compound may comprise one pendant functional group. However, embodiments also include reactive modifying compounds having a plurality of pendant functional groups. In addition, the reactive modified compound may comprise multiple pendant functional groups of the same compound and / or multiple pendant groups present in different compounds.

일부 양태에서, 반응성 개질 화합물은 알킬 그룹, 알켄 그룹, 알킨 그룹, 지방족 아민(1급, 2급 또는 3급 아민을 포함함), 방향족 아민, 에스테르, 케톤, 알데히드, 티오에스테르, 아미드, 설파미드, 알콜, 에테르, 이소시아네이트, 티올, 설파이드, 디설파이드, 설페이트, 설파이트, 티오페놀, 티오펜, 할로겐, 실릴, 실리콘 함유 유기금속성 화합물, 인 함유 유기금속성 화합물, 기타 유기금속성 화합물, 및 금속 착체로부터 선택된 펜던트 관능성 그룹을 포함할 수 있다. 펜던트 관능성 그룹은 또한 지방족 아민, 방향족 아민, 아미드, 설파미드, 우레아, 에스테르, 에테르, 산, 알콜 및 우레탄의 유기금속성 유도체로부터 선택될 수 있다. 반응성 개질 화합물이 지방족 또는 방향족 티올인 양태에서, 펜던트 관능성 그룹(들)은 금속 이온일 수 있다. 또한, 반응성 개질 화합물이 5개 이상의 탄소를 갖는 지방족인 양태에서, 펜던트 관능성 그룹은 4급 아민일 수 있고, 이는 살균성 그룹(biocidal group)이며 수득한 막에 살균성 특성을 부여할 수 있다.In some embodiments, the reactive modified compound is an alkyl group, alkene group, alkyne group, aliphatic amine (including primary, secondary or tertiary amine), aromatic amine, ester, ketone, aldehyde, thioester, amide, sulfamide Selected from alcohols, ethers, isocyanates, thiols, sulfides, disulfides, sulfates, sulfites, thiophenols, thiophenes, halogens, silyls, silicon-containing organometallic compounds, phosphorus-containing organometallic compounds, other organometallic compounds, and metal complexes Pendant functional groups. The pendant functional group may also be selected from organometallic derivatives of aliphatic amines, aromatic amines, amides, sulfamides, ureas, esters, ethers, acids, alcohols and urethanes. In embodiments where the reactive modifying compound is an aliphatic or aromatic thiol, the pendant functional group (s) can be metal ions. In addition, in embodiments where the reactive modifying compound is an aliphatic having 5 or more carbons, the pendant functional group may be a quaternary amine, which is a biocidal group and can impart bactericidal properties to the resulting membrane.

관능성 그룹이 아민인 양태에서, 반응성 개질 화합물은 페닐 아민일 수 있고, 펜던트 관능성 그룹은 할라이드, 에테르, 에스테르, 케톤, 알데히드, 알콜, 티올, 메티올, 아민, 인, 금속 착체, 및 유기금속성 화합물로부터 선택될 수 있다. 화학식 IV는 펜던트 관능성 그룹의 가능한 후보 위치를 나타내며, 여기서 반응성 개질 화합물은 페닐이고 관능성 그룹은 아민이다. In embodiments in which the functional group is an amine, the reactive modifying compound may be phenyl amine and the pendant functional group may be a halide, ether, ester, ketone, aldehyde, alcohol, thiol, methiol, amine, phosphorus, metal complex, and organic It can be selected from metallic compounds. Formula IV represents a possible candidate position of the pendant functional group, where the reactive modifying compound is phenyl and the functional group is an amine.

Figure 112008085828845-PCT00004
Figure 112008085828845-PCT00004

상기 화학식 IV에서, In Formula IV,

A, B, C, D 및 E는 방향족 환 상의 펜던트 관능성 그룹이 점유할 수 있는 다양한 위치를 나타낸다. 본원에서 논의한 바와 같이, 하나 이상의 펜던트 관능성 그룹은 환에 부착될 수 있으며, 각각의 펜던트 관능성 그룹은 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 양태에서, 동일한 펜던트 관능성 그룹 중의 2개 및/또는 3개는 환에 부착되어, 환에 부착된 하나의 펜던트 관능성 그룹을 사용하는 것과 비교하여, 구분 층의 특성을 보다 효과적으로 변화시킬 수 있다. 본원에서 논의한 바와 같이, 펜던트 관능성 그룹은 또한 지방족 반응성 개질 화합물에 부착될 수 있다.A, B, C, D and E represent various positions that can be occupied by pendant functional groups on the aromatic ring. As discussed herein, one or more pendant functional groups may be attached to a ring, and each pendant functional group may be the same or different. In some embodiments, two and / or three of the same pendant functional groups can be attached to the ring to more effectively change the properties of the partition layer compared to using one pendant functional group attached to the ring. have. As discussed herein, pendant functional groups may also be attached to aliphatic reactive modifying compounds.

반응성 개질 화합물이 페닐 아민인 양태에서, 수득한 펜던트 관능성 그룹을 확인하는 비-IUPAC 명칭이 사용될 수 있다. 예를 들면, m-페네티딘은 3-에톡시아닐린 또는 m-에톡시아닐린으로 명명되며, 이는 에톡시 펜던트 관능성 그룹을 남긴 다. 유사하게, 3-아미노티오페놀은 3-티오아닐린으로 명명될 수 있으며, 수득한 펜던트 관능성 그룹은 티올이다. 마지막으로, MPD가 사용되는 경우, 이는 3-아미노아닐린으로 명명될 것이며 펜던트 관능성 그룹은 아민이 될 수 있다.In embodiments in which the reactive modifying compound is phenyl amine, a non-IUPAC name identifying the pendant functional group obtained can be used. For example, m-phenetidine is named 3-ethoxyaniline or m-ethoxyaniline, which leaves an ethoxy pendant functional group. Similarly, 3-aminothiophenol can be named 3-thioaniline and the pendant functional group obtained is thiol. Finally, if MPD is used, it will be named 3-aminoaniline and the pendant functional group can be an amine.

일부 양태에서, 반응성 개질 화합물은 페닐 아민일 수 있고, 펜던트 관능성 그룹은 할라이드 및 티올로부터 선택될 수 있다. 이러한 양태는, 이에 제한되지는 않지만, 2 클로로 아닐린, 3 클로로 아닐린, 4 클로로 아닐린, 2,3 디클로로 아닐린, 2,4 디클로로 아닐린, 2,5 디클로로 아닐린, 3,4 디클로로 아닐린, 3,5 디클로로 아닐린, 2,6 디클로로 아닐린, 2,3,4 트리클로로 아닐린, 3,4,5 트리클로로 아닐린, 2,4,5 트리클로로 아닐린, 2,4,6 트리클로로 아닐린, 3,4,5,6 테크라클로로 아닐린, 2,4,5,6 테크라클로로 아닐린, 2,3,5,6 테크라클로로 아닐린, 2,3,4,5,6 펜타클로로 아닐린, 2 브로모 아닐린, 3 브로모 아닐린, 4 브로모 아닐린, 2,3 디브로모 아닐린, 2,4 디브로모 아닐린, 2,5 디브로모 아닐린, 2,6 디브로모 아닐린, 3,4 디브로모 아닐린, 3,5 디브로모 아닐린, 2,3,4 트리브로모 아닐린, 3,4,5 트리브로모 아닐린, 2,4,5 트리브로모 아닐린, 2,4,6 트리브로모 아닐린, 3,4,5,6 테트라브로모 아닐린, 2,4,5,6 테트라브로모 아닐린, 2,3,5,6 테트라브로모 아닐린, 2,3,4,5,6 펜타브로모 아닐린, 2 플루오로 아닐린, 3 플루오로 아닐린, 4 플루오로 아닐린, 2,3 디플루오로 아닐린, 2,4 디플루오로 아닐린, 2,5 디플루오로 아닐린, 2,6 디플루오로 아닐린, 3,4 디플루오로 아닐린, 3,5 디플루오로 아닐린, 2,3,4 트리플루오로 아닐린, 3,4,5 트리플루오로 아닐린, 2,4,5 트리플루오로 아닐린, 2,4,6 트리플루오로 아닐린, 3,4,5,6 테트라플루오로 아닐린, 2,4,5,6 테트라플루 오로 아닐린, 2,3,5,6 테트라플루오로 아닐린, 2,3,4,5,6 펜타플루오로 아닐린, 2 요오도 아닐린, 3 요오도 아닐린, 4 요오도 아닐린, 2,3 디요오도 아닐린, 2,4 디요오도 아닐린, 2,5 디요오도 아닐린, 2,6 디요오도 아닐린, 3,4 디요오도 아닐린, 3,5 디요오도 아닐린, 2,3,4 트리요오도 아닐린, 3,4,5 트리요오도 아닐린, 2,4,5 트리요오도 아닐린, 2,4,6 트리요오도 아닐린, 3,4,5,6 테트라요오도 아닐린, 2,4,5,6 테트라요오도 아닐린, 2,3,5,6 테트라요오도 아닐린, 2,3,4,5,6 펜타요오도 아닐린, 2 메톡시 아닐린, 3 메톡시 아닐린, 4 메톡시 아닐린, 2,3 디메톡시 아닐린, 2,4 디메톡시 아닐린, 2,5 디메톡시 아닐린, 2,6 디메톡시 아닐린, 3,4 디메톡시 아닐린, 3,5 디메톡시 아닐린, 2,3,4 트리메톡시 아닐린, 3,4,5 트리메톡시 아닐린, 2,4,5 트리메톡시 아닐린, 2,4,6 트리메톡시 아닐린, 2,3,4,5 테트라메톡시 아닐린, 2,3,4,5,6 펜타메톡시 아닐린, 2 에톡시 아닐린, 3 에톡시 아닐린, 4 에톡시 아닐린, 2,3 디에톡시 아닐린, 2,4 디에톡시 아닐린, 2,5 디에톡시 아닐린, 2,6 디에톡시 아닐린, 3,4 디에톡시 아닐린, 3,5 디에톡시 아닐린, 2,3,4 트리에톡시 아닐린, 3,4,5 트리에톡시 아닐린, 2,4,5 트리에톡시 아닐린, 2,4,6 트리에톡시 아닐린, 2 프로폭시 아닐린, 3 프로폭시 아닐린, 4 프로폭시 아닐린, 2,3 디프로폭시 아닐린, 2,4 디프로폭시 아닐린, 2,5 디프로폭시 아닐린, 2,6 디프로폭시 아닐린, 3,4 디프로폭시 아닐린, 3,5 디프로폭시 아닐린, 2,3,4 트리프로폭시 아닐린, 3,4,5 트리프로폭시 아닐린, 2,4,5 트리프로폭시 아닐린, 2,4,6 트리프로폭시 아닐린, 2 부톡시 아닐린, 3 부톡시 아닐린, 4 부톡시 아닐린, 2,3 디부톡시 아닐린, 3,4 디부톡시 아닐린, 3,5 디부톡시 아닐린, 2,3,4 트리부톡시 아닐린, 3,4,5 트리 부톡시 아닐린, 2 하이드로티오 아닐린, 3 하이드로티오 아닐린, 4 하이드로티오 아닐린, 2,3 디하이드로티오 아닐린, 2,4 디하이드로티오 아닐린, 2,5 디하이드로티오 아닐린, 2,6 디하이드로티오 아닐린, 3,4 디하이드로티오 아닐린, 3,5 디하이드로티오 아닐린, 2 메틸티오 아닐린, 3 메틸티오 아닐린, 4 메틸티오 아닐린, 2 아세틸 아닐린, 3 아세틸 아닐린, 4 아세틸 아닐린, 2,3 디아세틸 아닐린, 3,4 디아세틸 아닐린, 3,5 디아세틸 아닐린, 2 카브메톡시 아닐린, 3 카브메톡시 아닐린, 4 카브메톡시 아닐린, 2 카브에톡시 아닐린, 3 카브에톡시 아닐린, 4 카브에톡시 아닐린, 3 하이드록시 아닐린, 4 하이드록시 아닐린, 2 카브메톡시-4-브로모아닐린, 2 카브메톡시-5-브로모아닐린, 2 카브메톡시-6-브로모아닐린, 2 카브메톡시-3-브로모아닐린, 2 카브메톡시-4-클로로아닐린, 2 카브메톡시-5-클로로아닐린, 2 카브메톡시-6-클로로아닐린, 2 카브메톡시-3-클로로아닐린, 2 카브에톡시-4-브로모아닐린, 2 카브에톡시-5-브로모아닐린, 2 카브에톡시-6-브로모아닐린, 2 카브에톡시-3-브로모아닐린, 2 카브에톡시-4-클로로아닐린, 2 카브에톡시-5-클로로아닐린, 2 카브에톡시-6-클로로아닐린, 2 카브에톡시-3-클로로아닐린, 2 아세틸-4-브로모아닐린, 2 아세틸-5-브로모아닐린, 2 아세틸-6-브로모아닐린, 2 아세틸-3-브로모아닐린, 2 아세틸-4-클로로아닐린, 2 아세틸-5-클로로아닐린, 2 아세틸-6-클로로아닐린, 2 아세틸-3-클로로아닐린, 2 메톡시-4-브로모아닐린, 2 메톡시-5-브로모아닐린, 2 메톡시-6-브로모아닐린, 2 메톡시-3-브로모아닐린, 2 메톡시-4-클로로아닐린, 2 메톡시-5-클로로아닐린, 2 메톡시-6-클로로아닐린, 2 메톡시-3-클로로아닐린, 혼합된 할로겐화 아닐린, 예를 들면, 2-할로 아닐린, 3-할로 아닐린, 4-할로 아닐린, 2,3 디아할로 아닐린, 2,4 디아할로 아닐린, 2,5 디아할로 아닐린, 2,6 디아할로 아닐린, 3,4 디아할로 아닐린, 3,5 디아할로 아닐린, 2,3,4 트리할로 아닐린, 3,4,5 트리할로 아닐린, 2,4,5 트리할로 아닐린, 2,4,6 트리할로 아닐린, 3,4,5,6 테트라할로 아닐린, 2,4,5,6 테트라할로 아닐린, 2,3,5,6 테트라할로 아닐린, 및 2,3,4,5,6 펜타할로 아닐린, N,N-에틸 에틸 아민, N,N-에탄올 에틸 아민, 디에탄올 아민, N,N 프로필 프로필 아민, N,N 프로필 프로판올 아민, 디프로판올 아민, N,N 부틸 부틸 아민, N,N 부틸 부탄올아민, 디프로판올 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민, 및 디부틸 아민을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.In some embodiments, the reactive modifying compound can be phenyl amine and the pendant functional group can be selected from halides and thiols. Such embodiments include, but are not limited to, 2 chloro aniline, 3 chloro aniline, 4 chloro aniline, 2,3 dichloro aniline, 2,4 dichloro aniline, 2,5 dichloro aniline, 3,4 dichloro aniline, 3,5 dichloro Aniline, 2,6 dichloro aniline, 2,3,4 trichloro aniline, 3,4,5 trichloro aniline, 2,4,5 trichloro aniline, 2,4,6 trichloro aniline, 3,4,5, 6 Tetrachloro Aniline, 2,4,5,6 Tetrachloro Aniline, 2,3,5,6 Tetrachloro Aniline, 2,3,4,5,6 Pentachloro Aniline, 2 Bromoaniline, 3 Bro Mononiline, 4 bromo aniline, 2,3 dibromo aniline, 2,4 dibromo aniline, 2,5 dibromo aniline, 2,6 dibromo aniline, 3,4 dibromo aniline, 3, 5 dibromo aniline, 2,3,4 tribromo aniline, 3,4,5 tribromo aniline, 2,4,5 tribromo aniline, 2,4,6 tribromo aniline, 3,4, 5,6 tetrabromoaniline, 2,4,5,6 tetra Lomoaniline, 2,3,5,6 tetrabromoaniline, 2,3,4,5,6 pentabromoaniline, difluoroaniline, trifluoroaniline, tetrafluoroaniline, 2,3 difluoro Aniline, 2,4 difluoro aniline, 2,5 difluoro aniline, 2,6 difluoro aniline, 3,4 difluoro aniline, 3,5 difluoro aniline, 2,3,4 trifluoro Aniline, 3,4,5 trifluoro aniline, 2,4,5 trifluoro aniline, 2,4,6 trifluoro aniline, 3,4,5,6 tetrafluoro aniline, 2,4,5, 6 tetrafluo aniline, 2,3,5,6 tetrafluoro aniline, 2,3,4,5,6 pentafluoro aniline, 2 iodo aniline, 3 iodo aniline, 4 iodo aniline, 2,3 Diiodo aniline, 2,4 diiodo aniline, 2,5 diiodo aniline, 2,6 diiodo aniline, 3,4 diiodo aniline, 3,5 diiodo aniline, 2,3,4 Triiodoaniline, 3,4,5 triiodoaniline, 2,4,5 triiodoline , 2,4,6 triiodoaniline, 3,4,5,6 tetraiodoaniline, 2,4,5,6 tetraiodoaniline, 2,3,5,6 tetraiodoaniline, 2,3 , 4,5,6 pentaiodoaniline, 2 methoxy aniline, 3 methoxy aniline, 4 methoxy aniline, 2,3 dimethoxy aniline, 2,4 dimethoxy aniline, 2,5 dimethoxy aniline, 2,6 Dimethoxy aniline, 3,4 dimethoxy aniline, 3,5 dimethoxy aniline, 2,3,4 trimethoxy aniline, 3,4,5 trimethoxy aniline, 2,4,5 trimethoxy aniline, 2, 4,6 trimethoxy aniline, 2,3,4,5 tetramethoxy aniline, 2,3,4,5,6 pentamethoxy aniline, 2 ethoxy aniline, 3 ethoxy aniline, 4 ethoxy aniline, 2 , 3 diethoxy aniline, 2,4 diethoxy aniline, 2,5 diethoxy aniline, 2,6 diethoxy aniline, 3,4 diethoxy aniline, 3,5 diethoxy aniline, 2,3,4 triethoxy aniline , 3,4,5 triethoxy aniline, 2,4,5 triethoxy aniline, 2,4,6 triethoxy aniline, 2 propoxy aniline, 3 propoxy aniline, 4 propoxy aniline, 2,3 dipropoxy aniline, 2,4 dipropoxy aniline, 2,5 dipropoxy aniline, 2,6 dipropoxy aniline, 3,4 Dipropoxy aniline, 3,5 dipropoxy aniline, 2,3,4 tripropoxy aniline, 3,4,5 tripropoxy aniline, 2,4,5 tripropoxy aniline, 2,4,6 tripro Foxy Aniline, 2 Butoxy Aniline, 3 Butoxy Aniline, 4 Butoxy Aniline, 2,3 Dibutoxy Aniline, 3,4 Dibutoxy Aniline, 3,5 Dibutoxy Aniline, 2,3,4 Tributoxy Aniline, 3 , 4,5 tributoxy aniline, 2 hydrothio aniline, 3 hydrothio aniline, 4 hydrothio aniline, 2,3 dihydrothio aniline, 2,4 dihydrothio aniline, 2,5 dihydrothio aniline, 2, 6 dihydrothio aniline, 3,4 dihydrothio aniline, 3,5 dihydrothio aniline, 2 methylthio aniline, 3 methylthio aniline, 4 Methylthio aniline, 2-acetyl aniline, 3-acetyl aniline, 4-acetyl aniline, 2,3 diacetyl aniline, 3,4 diacetyl aniline, 3,5 diacetyl aniline, 2-carbmethoxy aniline, 3-carbmethoxy aniline, 4 Carbmethoxy Aniline, 2 Carethoxy Aniline, 3 Carethoxy Aniline, 4 Cabethoxy Aniline, 3 Hydroxy Aniline, 4 Hydroxy Aniline, 2 Carbmethoxy-4-bromoaniline, 2 Carbmethoxy-5 -Bromoaniline, 2-carbmethoxy-6-bromoaniline, 2-carbmethoxy-3-bromoaniline, 2-carbmethoxy-4-chloroaniline, 2-carbmethoxy-5-chloroaniline, 2-carbme Oxy-6-chloroaniline, 2 carbmethoxy-3-chloroaniline, 2 carethoxy-4-bromoaniline, 2 carethoxy-5-bromoaniline, 2 carethoxy-6-bromoaniline, 2 carethoxy-3-bromoaniline, 2 carethoxy-4-chloroaniline, 2 carethoxy-5-chloroaniline, 2 carethoxy-6-chloro Aniline, 2 carethoxy-3-chloroaniline, 2 acetyl-4-bromoaniline, 2 acetyl-5-bromoaniline, 2 acetyl-6-bromoaniline, 2 acetyl-3-bromoaniline, 2 acetyl -4-chloroaniline, 2 acetyl-5-chloroaniline, 2 acetyl-6-chloroaniline, 2 acetyl-3-chloroaniline, 2 methoxy-4-bromoaniline, 2 methoxy-5-bromoaniline, 2 methoxy-6-bromoaniline, 2 methoxy-3-bromoaniline, 2 methoxy-4-chloroaniline, 2 methoxy-5-chloroaniline, 2 methoxy-6-chloroaniline, 2 methoxy 3-chloroaniline, mixed halogenated aniline, for example 2-halo aniline, 3-halo aniline, 4-halo aniline, 2,3 diahalo aniline, 2,4 diahalo aniline, 2,5 dia Halo aniline, 2,6 diahalo aniline, 3,4 diahalo aniline, 3,5 diahalo aniline, 2,3,4 trihalo aniline, 3,4,5 trihalo aniline, 2, 4,5 trihalo aniline, 2,4,6 trihalo aniline, 3,4,5,6 Trahalo aniline, 2,4,5,6 tetrahalo aniline, 2,3,5,6 tetrahalo aniline, and 2,3,4,5,6 pentahalo aniline, N, N-ethyl ethyl Amine, N, N-ethanol ethyl amine, diethanol amine, N, N propyl propyl amine, N, N propyl propanol amine, dipropanol amine, N, N butyl butyl amine, N, N butyl butanolamine, dipropanol amine, Dimethyl amine, diethyl amine, dipropyl amine, and dibutyl amine.

관능성 그룹이 아민인 일부 양태에서, 반응성 개질 화합물은 본원에 논의된 바와 같은 펜던트 관능성 그룹을 포함할 수 있으며, 이러한 반응성 화합물의 비-제한적 예는 다음을 포함한다:In some embodiments in which the functional group is an amine, the reactive modifying compound can include pendant functional groups as discussed herein, non-limiting examples of such reactive compounds include:

Figure 112008085828845-PCT00005
Figure 112008085828845-PCT00005

일부 양태에서, 유기 용매 및 반응성 개질 화합물을 함유하는 개질 조성물은 탈수 조성물일 수 있으며, 여기서, 개질 조성물은 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)와 같은 축합 시약을 사용하여 구분 층에서 물을 배출한다. 각종 양태에서, 구분 층에서 물을 배출시킴에 의해, 다관능성 화합물 상의 미반응 관능성 그룹은 다관능성 산 할라이드(예: 카복실산)의 가수분해 생성물과 반응하여 아미드 결합, 에스테르 결합 또는 에테르 결합을 형성할 수 있다.In some embodiments, the modified composition containing the organic solvent and the reactive modifying compound can be a dehydrating composition, wherein the modifying composition is separated layer using a condensation reagent such as N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC). Drain the water from the In various embodiments, by draining water from the separation layer, unreacted functional groups on the multifunctional compound react with the hydrolysis products of the polyfunctional acid halides (e.g., carboxylic acids) to form amide bonds, ester bonds or ether bonds. can do.

당해 분야의 숙련가들은, 본 발명의 방법 양태가 다른 단계를 포함하도록 개질될 수 있음을 인지할 수 있다. 다공성 지지체 층을 피복시키기 위한 표면활성제 또는 기타 습윤제의 사용과 같은 피복 공정, 막의 후처리, 물을 사용한 막의 세정 등은 또한 본 발명의 양태에서 사용할 수 있다.Those skilled in the art can appreciate that the method embodiments of the present invention can be modified to include other steps. Coating processes such as the use of surfactants or other humectants to coat the porous support layer, post-treatment of the membrane, cleaning of the membrane with water, and the like can also be used in aspects of the present invention.

또한, 본원에서 논의된 바와 같이, 막은 다공성 지지체를 포함할 수 있다. 다공성 지지체는 미세 다공성 지지체일 수 있다. 각종 양태에서, 미세 다공성 지지체는 침투물은 통과하지만 너무 크지 않아서 상부에 형성된 폴리아미드 박막 위로 브리징되는 것을 방해하지 않도록 하는 공극 크기를 갖는 중합체 물질일 수 있다. 예를 들어, 지지체의 공극 크기는 1nm 내지 500nm의 범위일 수 있다. 500nm 보다 큰 공극 직경은 일부 경우에 폴리아미드 막이 공극 내로 새깅(sagging)되도록 함으로써 일부 양태에서 요구되는 평편 시이트 형태를 파괴할 수 있다. 다공성 지지체의 예는 폴리설폰, 폴리에테르 설폰, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 각종 할로겐화 중합체, 예를 들면, 폴리비닐리덴 플루오라이드로 제조된 것들을 포함한다. 다공성 지지체는 또한 기타 물질로 제조될 수 있다. 일부 양태에서, 다공성 지지체는, 두께가 25㎛ 내지 125㎛의 범위를 가질 수 있다. 본원에 사용된 "침투물(permeate)"은 막 시스템에 의해 생성된 정제된 물을 말한다.In addition, as discussed herein, the membrane may comprise a porous support. The porous support can be a microporous support. In various embodiments, the microporous support may be a polymeric material having a pore size such that the permeate passes but is not too large to prevent bridging over the polyamide thin film formed thereon. For example, the pore size of the support can range from 1 nm to 500 nm. Pore diameters greater than 500 nm may in some cases disrupt the flat sheet morphology required in some embodiments by allowing the polyamide film to be sagging into the pores. Examples of porous supports include polysulfones, polyether sulfones, polyimides, polyamides, polyetherimides, polyacrylonitriles, poly (methyl methacrylates), polyethylene, polypropylene and various halogenated polymers such as polyvinyl Include those made of lidene fluoride. Porous supports can also be made of other materials. In some embodiments, the porous support may have a thickness in the range of 25 μm to 125 μm. As used herein, “permeate” refers to purified water produced by the membrane system.

본 발명의 양태는 또한 다층 막을 포함한다. 일부 경우에서, 다층 막은 본원에 기술된 방법에 따라 제조할 수 있다. 다층 막은 내부 면 및 외부 면을 포함하는 개질된 구분 층 및 제2 면에 대해 평행한 제1 면을 갖는 다공성 기판을 포함할 수 있으며, 여기서, 내부 면은 다공성 기판의 하나 이상의 측면과 작동적으로 접촉되어 있다. 내부 면과 외부 면 사이에 배치된 개질된 구분 층의 부위 및 외부 면은 다수의 펜던트 관능성 그룹을 포함한다. 펜던트 관능성 그룹은 하나 이상의 수소 결합, 이온 결합, 공유 결합, 물리적 교락 및 화학 결합에 의해 개질된 구분 층에 연결될 수 있으며, 여기서, 화학 결합은 하나 이상의 아미드, 설파미드, 우레탄, 우레아, 티오에스테르 및 아민, 예를 들면, 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민 및 베타 하이드록실 아민이다.Aspects of the present invention also include multilayer films. In some cases, the multilayer film can be prepared according to the methods described herein. The multilayer membrane may comprise a porous substrate having a modified separator layer comprising an inner side and an outer side and a first side parallel to the second side, wherein the inner side is operatively associated with one or more sides of the porous substrate. In contact. The portion of the modified separator layer disposed between the inner side and the outer side and the outer side comprise a plurality of pendant functional groups. The pendant functional group can be linked to the partition layer modified by one or more hydrogen bonds, ionic bonds, covalent bonds, physical entanglements and chemical bonds, where the chemical bonds are one or more amides, sulfamides, urethanes, ureas, thioesters And amines such as secondary amines, tertiary amines, quaternary amines and beta hydroxyl amines.

본원에 논의된 바와 같이, 펜던트 관능성 그룹이 화학 결합에 의해 개질된 구분 층에 연결되어 있는 양태에서, 반응성 개질 화합물은 관능성 그룹과 구분 층 상의 잔류 반응성 잔기와의 반응에 의해 구분 층에 연결될 수 있다. 따라서, 개질된 구분 층 상의 펜던트 관능성 그룹은 본원에 논의된 바와 같이 반응성 개질 화합물에 부착된 펜던트 관능성 그룹에 상응한다.As discussed herein, in embodiments in which the pendant functional group is linked to the separation layer modified by chemical bonding, the reactive modifying compound is linked to the separation layer by reaction of the functional group with residual reactive moieties on the separation layer. Can be. Thus, the pendant functional group on the modified separator layer corresponds to the pendant functional group attached to the reactive modifying compound as discussed herein.

일부 양태에서, 펜던트 관능성 그룹은, 개질되지 않은 구분 층과 비교하여, 구분 층의 특성을 변화시키는 잔기로서 특성화될 수 있다. 예를 들어, 펜던트 관능성 그룹은 용질 분자에 대한 구분 층의 선택성 특성을 변화시킬 수 있다.In some embodiments, pendant functional groups can be characterized as residues that change the properties of the separation layer as compared to the unmodified separation layer. For example, pendant functional groups can change the selectivity properties of the separation layer for solute molecules.

일부 양태에서, 펜던트 관능성 그룹은 개질된 구분 층에 구분 층에 대한 공유 결합에 의해 연결되어, 펜던트 관능성 그룹이 다층 막이 세척에 의해 제거되기 어렵도록 한다. 또한, 펜던트 관능성 그룹은 개질된 구분 층의 상부에서 박층을 형성할 수 있다. 개질된 구분 층의 상부(즉, 외부 면)에서 펜던트 관능성 그룹의 박층을 형성시킴에 의해, 펜던트 관능성 그룹은, 펜던트 관능성 그룹이 구분 층 전체에 분산된 방법과 비교하여, 소량으로 존재할 수 있다. 따라서, 표면 상의 펜던트 관능성 그룹의 박층이, 선택된 펜던트 관능성 그룹이 유동 손실을 유발하는 것으로 공지된 양태에서의 유동 손실을 감소시킬 수 있다.In some embodiments, pendant functional groups are linked to the modified separator layer by covalent bonds to the separator layer, making the pendant functional group difficult for the multilayer membrane to be removed by washing. In addition, the pendant functional groups may form a thin layer on top of the modified separator layer. By forming a thin layer of pendant functional groups on top of the modified separator layer (ie, the outer face), the pendant functional groups are present in small amounts as compared to how the pendant functional groups are dispersed throughout the separator layer. Can be. Thus, a thin layer of pendant functional groups on the surface can reduce the flow loss in embodiments in which the selected pendant functional group is known to cause flow loss.

일부 양태에서, 비록 막을 단독으로 제조하는데 유용하지 않더라도, 기타의 경우에, 막에 이용가능하지 않는 특성을 부여하는데 사용될 수 있는 특정의 펜던트 관능성 그룹을 선택할 수 있다. 예를 들어, 살생물 그룹 및 금속-결합 부위(metal-binding sites)를 가할 수 있다. 추가의 양태에서, 결합 그룹인 펜던트 관능성 그룹을 선택할 수 있으며, 여기서, 펜던트 관능성 그룹은 개질된 구분 층 표면에 다른 중합체를 부착시키는데 사용할 수 있다.In some embodiments, although not useful for preparing the membrane alone, in certain cases, certain pendant functional groups can be selected that can be used to impart properties that are not available for the membrane. For example, biocidal groups and metal-binding sites can be added. In a further embodiment, a pendant functional group can be selected that is a binding group, where the pendant functional group can be used to attach another polymer to the modified separator layer surface.

2차 이온 질량 분광기(Secondary Ion Mass Spectroscopy: SIMS), 전자 주사 화학 분석(ESCA), X-선 현미경, 에너지 분산 X-선 분석(EDX), 및 전자 에너지 손실을 이용한 주사 투과 전자 현미경(TEM/EEL)과 같은 표면 분석 기술은 구분 층내 펜던트 관능성 그룹의 백분율을 나타낼 수 있다.Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), Electron Scanning Chemical Analysis (ESCA), X-ray Microscopy, Energy Dispersive X-ray Analysis (EDX), and Scanning Transmission Electron Microscopy (TEM /) Surface analysis techniques such as EEL) can indicate the percentage of pendant functional groups in the separating layer.

또한, SIMS 분석을 사용하여, 펜던트 관능성 그룹이 구분 층의 표면 근처에 어느 정도 보다 더 농축되지만, 또한 화학 결합을 통해 구분 층에 연결되었다는 것을 입증할 수 있다. 반응성 개질 화합물의 크기 및 화학에 따라서, 펜던트 관능성 그룹은 구분 층의 깊이의 상부 반(1/2)에서 약간 더 높은 농도로 존재하고, 다층 막을 생성하면서, 구분 층 전체에 걸쳐 발견될 수 있다. 이는, 염소 그룹이 구분 층의 모든 부위 전체에서 구분 층에 부착되어 있게 되는, 폴리아미드 구분 층의 직접적인 염소화와 같은 구분 층을 개질시키는 다른 방법과는 대조적이다.In addition, SIMS analysis can be used to demonstrate that the pendant functional groups are more or less concentrated to some extent near the surface of the separation layer, but are also linked to the separation layer through chemical bonding. Depending on the size and chemistry of the reactive modifying compound, pendant functional groups are present at slightly higher concentrations in the upper half (1/2) of the depth of the separation layer and can be found throughout the separation layer, creating a multilayer film. . This is in contrast to other methods of modifying the separation layer, such as direct chlorination of the polyamide separation layer, in which chlorine groups remain attached to the separation layer throughout all parts of the separation layer.

본원에 논의된 바와 같이, 표면 분석 기술을 사용하여 구분 층내 펜던트 관능성 그룹의 백분율을 나타낼 수 있다. 일부 양태에서, ESCA를 사용하여 원자 표면 백분율을 정량화할 수 있다. 예를 들면, 개질된 MPD-TMC 막의 경우, 구분 층의 표면에 MPD 유도된 그룹에 대한 펜던트 관능성 그룹의 백분율을 평가할 수 있다. 일부 양태에서, 할로겐 및 티올과 함께 아닐린을 반응성 개질 화합물로서 사용하여 ESCA로 용이하게 정량화할 수 있다.As discussed herein, surface analysis techniques can be used to indicate the percentage of pendant functional groups in the separating layer. In some embodiments, ESCA can be used to quantify atomic surface percentages. For example, for modified MPD-TMC membranes, the percentage of pendant functional groups to MPD derived groups on the surface of the separation layer can be assessed. In some embodiments, aniline in combination with halogen and thiol can be readily quantified by ESCA using the reactive modifying compound.

이러한 막에서, 질소의 원자 백분율 및 이에 따른 개질 조성물을 도포시키기 전 구분 층 표면의 아민의 총 수는 단지 MPD에 기인한다. 그러나, 개질 조성물을 도포시킨 후, 질소의 원자 백분율은 반응성 개질 화합물 중의 MPD 및 아닐린 둘 다로부터 기인한다. 질소의 총 표면 백분율을 계산하기 위해서는, 2가지 고려사항이 중요한데; 첫째는, MPD 유도된 잔기가 2개의 질소를 함유하는 것이고, 둘째는, ESCA의 침투 깊이가 MPD 상의 질소 둘 다를 혼입하기에 충분히 평균적으로 가장 커야하는 것이다. 이러한 고려사항을 사용하여, MPD 및 아닐린 측면에서 총 질소는 수학식 1에 나타낸 바와 같이 기술할 수 있다:In such membranes, the atomic percentage of nitrogen and thus the total number of amines on the separator layer surface prior to application of the modifying composition is only due to the MPD. However, after applying the modifying composition, the atomic percentage of nitrogen results from both MPD and aniline in the reactive modifying compound. To calculate the total surface percentage of nitrogen, two considerations are important; The first is that the MPD derived moiety contains two nitrogens, and the second is that the penetration depth of the ESCA should be on average large enough to incorporate both nitrogen on the MPD. Using these considerations, total nitrogen in terms of MPD and aniline can be described as shown in Equation 1:

총 표면 질소 백분율(%TSN) = MPD로부터의 N + 아닐린으로부터의 N Total surface nitrogen percentage (% TSN) = N from MPD + N from aniline

= 2 x 표면 MPD + 아닐린                        = 2 x surface MPD + aniline

이후에, 티올 또는 할로겐이 아닐린 상의 펜던트 관능성 그룹으로부터 유도되는 경우, 황 또는 할로겐의 원자 백분율은 아닐린의 표면 도포의 직접적인 척도이다. 본원에 사용된 모노-티올 또는 모노-할로겐화 아닐린의 원자 백분율은 원자 백분율 X%로서 나타낼 수 있다. 아닐린이 다수의 펜던트 관능성 그룹을 함유하는 양태에서, 원자 백분율(X%)은 반응성 개질 화합물 당 펜던트 관능성 그룹의 평균 수로 나눌 수 있다. 모노-펜던트 관능성 그룹 아닐린의 경우, 표면 도포는 수학식 2를 사용하여 평가할 수 있다:Subsequently, when the thiol or halogen is derived from pendant functional groups on aniline, the atomic percentage of sulfur or halogen is a direct measure of surface application of aniline. As used herein, the atomic percentage of mono-thiol or mono-halogenated aniline can be expressed as atomic percentage X%. In embodiments in which aniline contains a plurality of pendant functional groups, the atomic percentage (X%) can be divided by the average number of pendant functional groups per reactive modified compound. For mono-pendant functional group aniline, surface application can be evaluated using Equation 2:

Figure 112008085828845-PCT00006
Figure 112008085828845-PCT00006

위에서 기술한 시도는 하기 실시예 부분에서 MPD-TMC 구분 층을 갖는 막 상의 3-티오 아닐린 및 3-클로로 아닐린에 대한 표면 도포를 평가하기 위해 사용된다. 예를 들어, 일부 양태에서, 펜던트 관능성 그룹은 본원에 논의된 바와 같이, 구분 층의 화학 그룹에 대한 첨가한 펜던트 관능성 그룹의 백분율로써 계산된 개질된 구분 층의 약 10 내지 45%를 구성한다. 또한, 일부 양태에서, 개질된 구분 층은 구분 층의 내부 면 근처의 영역과 비교한, 개질된 구분 층의 외부 면 근처의 영역에서의 펜던트 관능성 그룹으로부터 유도된 잔기의 비가 약 1.5:1일 수 있다.The attempt described above is used in the Examples section below to evaluate the surface application for 3-thioaniline and 3-chloroaniline on a membrane with an MPD-TMC partition layer. For example, in some embodiments, the pendant functional group constitutes about 10 to 45% of the modified separator layer, calculated as a percentage of added pendant functional group to the chemical group of the separator layer, as discussed herein. do. In addition, in some embodiments, the modified separator layer has a ratio of residues derived from pendant functional groups in the region near the outer face of the modified separator layer, relative to the region near the inner face of the separator layer, about 1.5: 1 days. Can be.

일부 양태에서, 다층 막은 개질되지 않은 구분 층을 갖는 막과 비교하여, 개질된 표면 전하를 가질 수 있다. 표면 전하의 환원은 막의 유기물 오염을 감소시킬 수 있고, 또한, 기타 효과를 생성시킬 수 있다. 예를 들면, MPD 및 TMC의 계면 중합에 의해 제조된 폴리아미드 막은 잔류 아민 및 산으로 인하여 2개의 표면-결합된 변화된 종을 가질 수 있다. 폴리아미드 구분 층을 제조하기 위한 일부 작동 조건은 잔류하는 산 그룹으로 인한 표면 음전하를 갖는 MPD-TMC 구분 층을 생성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 양태에서, 다층 막은 본원에 논의된 바와 같이, 반응성 개질 화합물 상의 관능성 그룹과 반응하거나, 카복실산 그룹이 본원에 논의된 바와 같이, N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)와 같은 추가의 축합 시약을 통해 MPD와 반응하므로 거의 중성 전하를 가질 수 있다.In some embodiments, the multilayer film can have a modified surface charge compared to a film with an unmodified partition layer. Reduction of surface charge can reduce organic contamination of the film and can also produce other effects. For example, polyamide membranes prepared by interfacial polymerization of MPD and TMC can have two surface-bonded modified species due to residual amines and acids. Some operating conditions for making the polyamide separator layer may produce an MPD-TMC separator layer with a surface negative charge due to residual acid groups. However, in embodiments of the invention, the multilayer membrane reacts with functional groups on the reactive modifying compound, as discussed herein, or when the carboxylic acid groups are discussed herein, N, N'-dicyclohexylcarbodiimide ( Additional condensation reagents such as DCC) may react with the MPD and thus have a nearly neutral charge.

막의 다른 중요한 특성은 막의 표면 에너지이다. 표면 에너지는 막을 통과하는 유동을 조절하는 주요 효과이므로, 막의 표면 에너지는, 펜던트 관능성 그룹이 이러한 관능성 그룹이 없는 유사한 막과 비교하여, 유동 변화를 유발할 수 있는지를 결정하기 위해 측정될 수 있다.Another important property of the film is the surface energy of the film. Since surface energy is the main effect of regulating the flow through the membrane, the surface energy of the membrane can be measured to determine if the pendant functional group can cause a change in flow compared to a similar membrane without this functional group. .

펜던트 관능성 그룹이 변화되는 경우 표면 에너지가 어떻게 변하는지를 측정함으로써, 반응성 개질 화합물 상의 펜던트 관능성 그룹의 무용성을 측정할 수 있다. 일부 양태에서, 아닐린 반응성 개질 화합물 상의 펜던트 관능성 그룹에 의한 유동의 개선 정도를 측정할 수 있다. 일부 양태에서, 케톤은 다수의 메틸 에테르 및 티올과 거의 동일할 수 있으며, 케톤은 단일 메틸 에테르보다 보다 유용할 수 있고, 단일 메틸 에테르는 에스테르보다 더 유용할 수 있으며, 에스테르는 메티올보다 더 유용할 수 있고, 메티올은 1급 아민보다 더 유용할 수 있으며, 1급 아민은 2급 아민보다 더 유용할 수 있고, 2급 아민은 3급 아민보다 더 유용할 수 있다. 또는, 케톤~다수의 메틸 에테르~티올>단일 메틸 에테르>에스테르>메티올>1급 아민>2급 아민>3급 아민. 또한, 일부 양태에서, 단일 반응성 개질 화합물 상의 다수의 펜던트 관능성 그룹은 유동 개선 효과를 증가시킬 수 있다.By measuring how the surface energy changes when the pendant functional group changes, the insolubility of the pendant functional group on the reactive modifying compound can be determined. In some embodiments, the degree of improvement in flow by pendant functional groups on the aniline reactive modifying compound can be measured. In some embodiments, ketones may be nearly identical to multiple methyl ethers and thiols, ketones may be more useful than single methyl ethers, single methyl ethers may be more useful than esters, and esters are more useful than methiol And methol may be more useful than primary amines, primary amines may be more useful than secondary amines, and secondary amines may be more useful than tertiary amines. Or ketone-many methyl ether-thiol> single methyl ether> ester> methiol> primary amine> secondary amine> tertiary amine. In addition, in some embodiments, multiple pendant functional groups on a single reactive modifying compound can increase the flow improving effect.

일부 양태에서, 개질된 구분 층 상의 펜던트 관능성 그룹이 에테르, 케톤 및 티올로부터 선택되는 경우, 개질된 구분 층을 포함하는 다층 막은 개질된 구분 층이 없는 막과 비교하여, 하나 이상의 니트레이트, 실리카, 붕산, 비소, 및 셀레늄 및 금속 염을 포함하는 용질의 제거율을 개선시킬 수 있다. 또한, 다층 막은 하나 이상의 알코올, 소독 부산물, 할로겐화 용매, 약제 및 내분비 교란물질을 포함하는 소 유기물의 제거율을 증가시킬 수 있다. 본원에 사용된 "소독 부산물"은 수처리 플랜트에 사용된 살균제가 공급수에 존재하는 브로마이드 및/또는 천연 유기물(예를 들면, 부패 식물)과 반응하는 경우 형성된 부산물을 말한다. 상이한 살균물은 상이한 유형 또는 양의 소독 부산물을 생산한다. 소독 부산물은 트리할로메탄, 할로아세트산, 브로메이트 및 클로라이트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 할로겐화 용매는 염화메틸렌(디클로로메탄), 메틸 클로로포름(1,1,1-트리클로로에탄), 퍼클로로에틸렌(테트라클로로에틸렌) 및 트리클로로에틸렌을 포함하며, 약제는 특히 항생제, 항-우울제, 출산 조절 환제, 발작 의약(seizure medication), 화학요법 약물, 항생제, 호르몬제, 진통제, 이부프로펜, 아스피린, 진정제, 콜레스테롤-저하 화합물 및 카페인을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 본원에 사용된 "내분비 교란물질"은 체내로 흡수되는 경우 호르몬을 모사하거나 또는 차단하여 신체의 정상적인 기능을 파괴하는 합성 화합물질이다. 이러한 파괴는 정상 호르몬 수준을 변경시키거나, 호르몬 생성을 정지 또는 자극하거나, 호르몬이 신체를 경유하는 방법을 변경시킴에 의해 이들 호르몬이 조절하는 기능에 영향을 미침으로써 발생할 수 있다. 내분비 교란물질은 디에틸스틸베스테롤, 디옥신, 다염소화 비페닐(PCB), 디클로로-디페닐-트리클로로에탄(DDT), 및 일부 다른 살충제를 포함할 수 있다.In some embodiments, where the pendant functional group on the modified separator layer is selected from ethers, ketones, and thiols, the multilayer membrane comprising the modified separator layer is more than one nitrate, silica compared to the membrane without the modified separator layer. The removal rate of solutes, including boric acid, arsenic, and selenium and metal salts can be improved. In addition, multilayer membranes can increase the removal rate of small organics, including one or more alcohols, disinfection by-products, halogenated solvents, drugs, and endocrine disruptors. As used herein, "disinfection by-products" refers to by-products formed when the fungicides used in a water treatment plant react with bromide and / or natural organics (eg, decaying plants) present in feed water. Different bactericides produce different types or amounts of disinfection byproducts. Disinfection by-products may include, but are not limited to, trihalomethane, haloacetic acid, bromate and chlorite. In addition, halogenated solvents include methylene chloride (dichloromethane), methyl chloroform (1,1,1-trichloroethane), perchloroethylene (tetrachloroethylene) and trichloroethylene, and pharmaceuticals are particularly antibiotics, anti-depressants , Birth control pills, seizure medications, chemotherapy drugs, antibiotics, hormones, analgesics, ibuprofen, aspirin, sedatives, cholesterol-lowering compounds and caffeine. Also, as used herein, an "endocrine disruptor" is a synthetic compound that, when absorbed into the body, mimics or blocks hormones and destroys the normal functioning of the body. Such destruction can occur by altering normal hormone levels, stopping or stimulating hormone production, or by affecting the functions these hormones regulate by altering the way hormones pass through the body. Endocrine disruptors may include diethylstilbestol, dioxin, polychlorinated biphenyls (PCB), dichloro-diphenyl-trichloroethane (DDT), and some other pesticides.

본원에 논의된 바와 같이, 일부 양태에서, 개질된 구분 층내 화학 결합은 특정의 반응성 개질 화합물을 사용함으로써 보다 견고해질 수 있다. 예를 들어, 구분 층과 방향족 반응성 개질 화합물 상의 아미드 관능성 그룹간의 화학 결합은 구 분 층과 지방족 반응성 개질 화합물 상의 아미드 관능성 그룹 사이의 화학 결합보다 더 견고할 수 있다. 일부 양태에서, 보다 견고한 화학 결합은 덜 견고한 화학 결합을 가진 다층 막과 비교하여, 더 높은 유동성의 다층 막을 생산할 수 있다.As discussed herein, in some embodiments, the chemical bonds in the modified separator layer may be more robust by using certain reactive modifying compounds. For example, the chemical bond between the separation layer and the amide functional group on the aromatic reactive modifying compound may be stronger than the chemical bond between the separation layer and the amide functional group on the aliphatic reactive modifying compound. In some embodiments, tighter chemical bonds can produce higher flowable multilayer membranes as compared to multilayer membranes having less robust chemical bonds.

일부 양태에서, 본 발명의 다층 막은 오염이 감소되도록 설계될 수 있다. 수 시스템에서 막의 오염은 막을 통한 유동을 제한하고, 궁극적으로 막의 작동 수명을 제한할 수 있다. 오염 문제는 물 속의 천연 유기 물질, 비누 및 오일과 같은 인공 물질 및 세균 증가를 포함할 수 있다. 오염은 또한 막 여과 단위의 보유된(retentate) 면내 화학물질에 대한 막 표면의 화학적 또는 물리적 유인에 의해 유발될 수 있다. 또한, 미생물의 증가로 인한 오염은, 추가의 유기 물질이 미생물에게 먹이로서 공급되는 경우 증가될 수 있다.In some embodiments, the multilayer membrane of the present invention can be designed to reduce contamination. Membrane contamination in water systems can limit the flow through the membrane and ultimately limit the membrane's operating life. Contamination problems may include the increase of bacteria and natural materials such as natural organic matter, soap and oil in water. Contamination can also be caused by chemical or physical attraction of the membrane surface to the retentate in-plane chemicals of the membrane filtration unit. In addition, contamination due to an increase in microorganisms may be increased when additional organic material is fed to the microorganisms.

오염의 문제점은 앞서 심도있게 연구되었고, 비록 이론에 얽매이는 것을 원하는 것이 아니지만, 보다 낮은 오염을 위한 몇가지 "규칙"이 제안되었다. 이러한 규칙은, 방향족 표면(예를 들면, MPD-TMC)이 지방족 표면(예를 들면, 피페라진 구분 층)에 비해 더 오염성이 크다는 것을 포함한다. 양으로 하전된 표면은 음으로 하전된 표면보다도 더 오염성이 크다. 부드러운 면이 거친 면에 비해 오염성이 적다. 특정 연결 그룹 길이로 부착된 살생물제를 갖는 표면은 살균성이 된다. 표면의 특정 금속 이온은 해수에서의 표면의 오염을 정지시키는 것으로 밝혀졌다.The problem of pollution has been studied in depth earlier, and although not wishing to be bound by theory, several "rules" for lower pollution have been proposed. These rules include that aromatic surfaces (eg MPD-TMC) are more contaminated compared to aliphatic surfaces (eg piperazine partition layers). Positively charged surfaces are more contaminated than negatively charged surfaces. The soft side is less contaminated than the rough side. Surfaces with biocide attached to a specific linking group length become bactericidal. Certain metal ions on the surface have been found to stop surface contamination in seawater.

그러나, 이러한 일반론은 대부분 특정 오염물(foulant)에 대한 것이다. 표면 수에서 발견되는 것과 유사한 천연의 유기 물질은 해양에서의 오염, 생물-오염, 및 오일 및 표면활성제와 같은 합성 오염물로부터의 오염과는 상이한 오염 해법을 가질 수 있다.However, most of these general theories are about specific foulants. Natural organic materials similar to those found in surface waters can have different pollution solutions from pollution in the oceans, bio-contamination, and contamination from synthetic contaminants such as oils and surfactants.

본 발명의 양태는 오염을 감소시키도록 설계할 수 있다. 일부 양태에서, 오염은 물리적으로 또는 화학적으로 내오염성인 개질된 구분 층 표면을 생성시키고/시키거나 미생물을 사멸시키기 위한 살균성 막을 생성시킴에 의해 감소시킬 수 있다. 일부 양태에서, 피페라진 유도된 펜던트 관능성 그룹을 구분 층에 첨가함으로써 표면 전하를 양에서 음으로 변화시킬 수 있으며, 이는 표면을 부드럽게 하고, 표면을 방향족에서 대부분 지방족으로 변화시킬 수 있다. 일부 양태에서, 살균성 펜던트 관능성 그룹의 첨가는 또한 표면 전하를 변화시킬 수 있다.Aspects of the invention can be designed to reduce contamination. In some embodiments, contamination can be reduced by creating a modified separator layer surface that is physically or chemically resistant to contamination and / or by creating a bactericidal membrane for killing microorganisms. In some embodiments, the surface charge can be changed from positive to negative by adding piperazine derived pendant functional groups to the separator layer, which can soften the surface and change the surface from aromatic to mostly aliphatic. In some embodiments, the addition of bactericidal pendant functional groups can also change the surface charge.

본원에 논의한 바와 같이, 본 발명의 다층 막은 상이한 화학 화합물 및 이온에 대해 보다 큰 범위의 선택성을 허용할 수 있다. 선택성은, 펜던트 관능성 그룹이 개질된 구분 층에 결합되는 것에 좌우될 수 있다. 예를 들어, MPD-TMC 구분 층의 경우, 3-아미노아세토페논 및 3-메톡시아닐린과 같은 펜던트 관능성 그룹은 염화나트륨, 이소프로필 알코올 및 질산나트륨의 제거율에 있어 현저한 개선을 가져올 수 있다.As discussed herein, the multilayer membranes of the present invention may allow a greater range of selectivity for different chemical compounds and ions. Selectivity may depend on the pendant functional group being bonded to the modified separator layer. For example, for MPD-TMC partition layers, pendant functional groups such as 3-aminoacetophenone and 3-methoxyaniline can lead to significant improvements in the removal rates of sodium chloride, isopropyl alcohol and sodium nitrate.

각종의 막 형태가 시판되고 있으며 본 발명에 유용하다. 이들은 나선형으로 권취된 형태, 중공 섬유(hollow fiber), 관형 또는 편평 시트형 막을 포함한다. 막의 조성과 관련하여, 흔히 막은 구분 층의 표면에 피복된 구분 층 이외의 흡습성 중합체를 갖는다. 이들 중합체 중에는 중합체성 표면활성제, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈 및 폴리아크릴산 또는 오르비탈 및 글리세린과 같은 다가 알코올이 있다. 일부 양태에서, 구분 층의 형성은 착화제를 다관능성 화합물과 다관능성 산 할라이드, 다관능성 무수물 및 다관능성 이무수물 중 하나 이상 사이의 실질적인 반응 이전에 유기 용매와 접촉시킴을 포함한다. 착화제는 예를 들면, 미국 특허 제6,562,266호에 기술된 방법의 것들을 포함할 수 있다. 이들 중합체 및 착화제의 존재는, 일반적으로 각종 반응성 개질 화합물 및 구분 층이 접촉하는 한 본 발명의 양태에 영향을 미치지 않을 수 있다. 구분 층이 최종 막 형태로 된 후 접촉하는 경우, 막의 형상 및 조성은, 막이 기술된 개질 조성물 및 반응성 개질 화합물과 접촉할 수 있도록 될 수 있다.Various membrane forms are commercially available and useful in the present invention. These include spirally wound forms, hollow fibers, tubular or flat sheet membranes. Regarding the composition of the membrane, the membrane often has a hygroscopic polymer other than the separator layer coated on the surface of the separator layer. Among these polymers are polymeric surfactants, polyvinyl alcohols, polyvinyl pyrrolidones and polyacrylic acids or polyhydric alcohols such as orbital and glycerin. In some embodiments, the formation of the separator layer comprises contacting the complexing agent with an organic solvent prior to the substantial reaction between the polyfunctional compound and one or more of the polyfunctional acid halide, polyfunctional anhydride, and polyfunctional dianhydride. Complexing agents can include, for example, those of the method described in US Pat. No. 6,562,266. The presence of these polymers and complexing agents generally may not affect aspects of the invention as long as the various reactive modifying compounds and the separating layer are in contact. When the separator layer is brought into contact with the final membrane form, the shape and composition of the membrane may be such that the membrane is in contact with the described modifying composition and reactive modifying compound.

본원에 사용된 다음 용어들은 제공된 정의를 갖는다: "제거율"은 막을 통해 용매와 함께 유동하지 않는 용해되거나 또는 분산된 특정 물질(즉, 용질)의 %이다. 제거율은 100에서, 막을 통과하는 용해되거나 또는 분산된 물질(즉, 용질 통과, 용해된 물질이 염인 경우 "염 통과")의 백분율을 뺀 것이다. "유동"은 용매, 전형적으로 물이 막을 통과하는 유동 속도이다. "역삼투압 막"은 약 95 내지 100%의 NaCl의 제거율을 갖는 막이다. "나노여과 막"은 약 0 내지 약 95%의 NaCl의 제거율을 갖고 약 20 내지 약 100%의 하나 이상의 2가 이온 또는 유기 화합물의 제거율을 갖는 막이다.As used herein, the following terms have the definition provided: “Removal rate” is the percentage of a particular substance (ie, solute) that is dissolved or dispersed that does not flow with the solvent through the membrane. The removal rate is 100 minus the percentage of dissolved or dispersed material that passes through the membrane (ie, solute passage, "salt passage" if the dissolved material is a salt). "Flow" is the rate of flow of solvent, typically water, through the membrane. A "reverse osmosis membrane" is a membrane having a removal rate of NaCl of about 95 to 100%. A "nanofiltration membrane" is a membrane having a removal rate of NaCl of about 0 to about 95% and a removal rate of one or more divalent ions or organic compounds of about 20 to about 100%.

발명의 구체적인 양태Specific Aspects of the Invention

하기 실시예는 설명할 목적으로만 제공되며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 본원에 제공된 일부 실시예들은 본원에 논의된 바와 같이, 수득된 막 유동을 개선시키기 위해 착화제의 첨가를 포함한다.The following examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention. In addition, some of the examples provided herein include the addition of a complexing agent to improve the membrane flow obtained, as discussed herein.

실시예 1Example 1

파일럿 플랜트(pilot plant) 막 제조 시스템에서, 시판되는 폴리설폰 지지체(즉, 다공성 기판)를 2몰(M)의 수산화나트륨을 첨가시킴으로써 pH가 약 10으로 조절된 5.2중량/용적 퍼센트(wt./vol.%)의 메트-페닐렌 디아민(MPD)의 수용액에 침지시킨다. 지지체 롤을 반응 테이블을 통해 일정 속도로 끌어당긴다. MPD 침지에 이어, 고 순도 이소파라핀 용매[ISOPAR L, 제조원: 엑손(Exxon)] 중 0.14wt./vol.% 트리메소일 클로라이드(TMC)의 단일형 박층을 막에 도포시킨다. 과량의 TMC 용액을 에어 나이프(air knife) 및 흡입 컵을 통해 제거한다. 이후에, TMC/용매 층이 도포된 후, 동일한 용매 중 반응성 개질 화합물의 10밀리몰(mM)의 용액을 단일형 박층내 폴리아미드 구분 층의 상부에 도포한다. 파일럿 플랜트 기계의 라인 속도는 일정하게 유지한다. 과량의 액체를 에어 나이프 및 흡입 펌프로 제거한다. 막을 수 세정 탱크 및 건조 오븐에 통과시킨 후, 흡습성 중합체로 피복시킨다.In a pilot plant membrane preparation system, a 5.2 weight / volume (wt./%) of a commercially available polysulfone support (ie, a porous substrate) was adjusted to about 10 by adding 2 mol (M) of sodium hydroxide. vol.%) in an aqueous solution of met-phenylene diamine (MPD). The support roll is pulled through the reaction table at a constant speed. Following MPD immersion, a single thin layer of 0.14 wt./vol.% Trimesoyl chloride (TMC) in high purity isoparaffin solvent (ISOPAR L, Exxon) is applied to the membrane. Excess TMC solution is removed through an air knife and suction cup. Thereafter, after the TMC / solvent layer is applied, a 10 mmol (mM) solution of the reactive modifying compound in the same solvent is applied on top of the polyamide partition layer in the monolayer thin layer. The line speed of the pilot plant machine is kept constant. Excess liquid is removed with an air knife and suction pump. The membrane is passed through a water rinse tank and a drying oven and then coated with a hygroscopic polymer.

이후에, 샘플 쿠폰(coupon)을 롤로부터 절단하여 시험한다.Thereafter, the sample coupon is cut from the roll and tested.

표 1은 800 파운드/평방인치(psi)(5,515,805.83파스칼)의 트랜스막(transmembrane) 압력에서 7 내지 8의 공급 pH로 약 32,000부/백만부(ppm)의 염화나트륨(NaCl)을 함유하는 수용액을 포함하는 시험 용액을 이용하여 반응성 개질 화합물로 개질시킨 MPD-TMC 구분 층을 평가하는 데이타를 나타낸다. 샘플을 통한 유동은 시험 전 약 30분 동안 수행하도록 한다.Table 1 contains an aqueous solution containing about 32,000 parts / million parts of sodium chloride (NaCl) at a feed pH of 7 to 8 at a transmembrane pressure of 800 pounds per square inch (psi) (5,515,805.83 pascals). Data evaluating MPD-TMC partition layers modified with reactive modified compounds using test solutions is shown. Flow through the sample is allowed to run for about 30 minutes before testing.

개질된 구분 층을 갖는 막에 대한 유동Flow to Membrane with Modified Separation Layer 반응성 개질 화합물(10mM)Reactive Modified Compound (10 mM) 유동(gfd) Gfd 4-이소프로필아닐린4-isopropylaniline 9.9 9.9 피페라진Piperazine 17.6 17.6 대조군Control 16.0 16.0

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, MPD-TMC 구분 층은, 반응성 개질 화합물이 4-이소프로필아닐린인 경우 상당한 양의 유동이 손실된다. 그러나, 막에 대한 유동은, 반응성 개질 화합물이 피페라진인 경우 증진된다.As can be seen from Table 1, the MPD-TMC partition layer loses a significant amount of flow when the reactive modifying compound is 4-isopropylaniline. However, the flow to the membrane is enhanced when the reactive modifying compound is piperazine.

실시예 2Example 2

폴리설폰 지지체의 샘플을 3시간 이상 동안 물에 저장한다. 폴리설폰 지지체는 디메틸 포름아미드(DMF)로부터의 폴리설폰 용액으로 피복되고, 물에서 가공치리시켜 형성된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된 부직웹(non-woven web)이다. 폴리설폰 지지체의 샘플을 금속 프레임에 고정시키고 MPD의 2.5wt./vol.% 용액에 5분 이상 동안 침지시킨다. 지지체를 종이 시트에 두고, 과량의 아민 용액을 라텍스 고무 롤러를 사용하여 뽑아낸다(nip off).Samples of the polysulfone support are stored in water for at least 3 hours. The polysulfone support is a non-woven web made of polyethylene terephthalate (PET) coated with a polysulfone solution from dimethyl formamide (DMF) and formed by processing in water. A sample of polysulfone support is fixed to the metal frame and immersed in a 2.5 wt./vol.% Solution of MPD for at least 5 minutes. The support is placed on a paper sheet and the excess amine solution is niped off using a latex rubber roller.

막 1, 2, 3 및 4는 TMC 및 ISOPAR L의 50ml의 용액을 사용하여 제조한다. 용액은 약 49.3ml의 ISOPAR L 내지 0.86mL의 5.2wt./vol.% 원료 TMC 용액을 첨가하여 제조한다. 고무 차단재를 MPD 피복시킨 지지체 상에 두어 웰(well)을 형성시킨다. 이후에, TMC 용액을 웰에 붓고, MPD-피복된 지지체 상에 약 1분 동안 둔 후, 붓는다. MPD-TMC-피복된 지지체를 헥산으로 약 30초 동안 세정하고 약 1분 동안 공기 건조시킨 후 물에 둔다. 샘플을 시험할 때까지 물에 저장한다.Membranes 1, 2, 3 and 4 are prepared using 50 ml of a solution of TMC and ISOPAR L. The solution is prepared by adding about 49.3 ml of ISOPAR L to 0.86 mL of 5.2 wt./vol.% Raw TMC solution. The rubber barrier is placed on an MPD coated support to form a well. The TMC solution is then poured into the wells, left on the MPD-coated support for about 1 minute and then poured. The MPD-TMC-coated support is washed with hexane for about 30 seconds, air dried for about 1 minute and then placed in water. Store the sample in water until it is tested.

막 5는 TMC, 피리딘 및 ISOPAR L의 용액을 사용하여 상기 막 1, 2, 3 및 4에 대해 위에서 기술한 바와 같이 제조한다. 용액은 ISOPAR L 중 50ml의 50mM 피리딘으로부터 제조된 49.3ml의 용액에 0.86ml의 5.2wt./vol.% TMC를 가하여 제조한다.Membrane 5 is prepared as described above for membranes 1, 2, 3 and 4 using a solution of TMC, pyridine and ISOPAR L. The solution is prepared by adding 0.86 ml of 5.2 wt./vol.% TMC to 49.3 ml of a solution prepared from 50 ml of 50 mM pyridine in ISOPAR L.

막 6은 TMC 및 ISOPAR L의 약 50ml의 용액을 사용하여 상기 막 1, 2, 3 및 4에 대해 위에서 기술한 바와 같이 제조한다. 그러나, 약 1분의 접촉 후 TMC 용액을 배출한 후, 5mM의 피리딘 용액을 막에 첨가하고 약 30초 동안 반응시킨다. 이후에, 피리딘 용액을 배출하고 막을 헥산으로 약 30초 동안 세정한 후 막을 물에 둔다.Membrane 6 is prepared as described above for membranes 1, 2, 3, and 4 using a solution of about 50 ml of TMC and ISOPAR L. However, after about 1 minute of contact the TMC solution was drained, then 5 mM pyridine solution was added to the membrane and allowed to react for about 30 seconds. The pyridine solution is then drained and the membrane washed with hexane for about 30 seconds before the membrane is left in water.

막 7은 막 5에 대해 위에서 기술한 바와 같이 제조하지만, TMC, 피리딘 및 ISOPAR L 용액은 25ml의 5mM 피리딘을 약 24.5ml의 ISOPAR L중 0.43ml의 TMC의 용액에 가하여 제조한다.Membrane 7 is prepared as described above for Membrane 5, but TMC, pyridine and ISOPAR L solutions are prepared by adding 25 ml of 5 mM pyridine to a solution of 0.43 ml of TMC in about 24.5 ml of ISOPAR L.

막 8 및 9는 막 5에 대해 위에서 기술한 바와 같이 제조한다. 막 8은 0.85ml의 TMC를 ISOPAR L에 첨가한 12.4ml의 5.2mM 디부틸 아민으로부터 제조된 49.3ml의 용액에 가하여 제조한다. 막 9는 0.85ml의 TMC를 ISOPAR L에 첨가한 6.25ml의 5.2mM 디부틸 아민으로부터 제조한 49.3ml의 용액에 가하여 제조한다.Membranes 8 and 9 are prepared as described above for membrane 5. Membrane 8 is prepared by adding 0.85 ml of TMC to 49.3 ml of a solution prepared from 12.4 ml of 5.2 mM dibutyl amine added to ISOPAR L. Membrane 9 is prepared by adding 0.85 ml of TMC to 49.3 ml of a solution prepared from 6.25 ml of 5.2 mM dibutyl amine added to ISOPAR L.

표 2는 150psi(1,034,213.59파스칼)의 트랜스막 압력에서 약 1,500ppm의 NaCl을 함유하는 수용액을 포함하는 시험 용액을 이용하여 상기 제조된 막을 평가하는 데이타를 나타낸다.Table 2 shows data for evaluating the membrane prepared above using a test solution comprising an aqueous solution containing about 1,500 ppm NaCl at a trans membrane pressure of 150 psi (1,034,213.59 Pascals).

Figure 112008085828845-PCT00007
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표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 막 5에 의해 나타난 바와 같이, TMC 용액에 피리딘을 첨가하여 TMC-MPD 막에 대한 유동을 증진시킬 수 있으나, 막 6에 의해 나타난 바와 같이, TMC-MPD 공정 후 막에 피리딘을 첨가하는 것은 유동에서는 동일한 효과를 나타내지 않는다. 또한, 막 7에 의해 나타난 바와 같이, TMC 용액내 피리딘의 보다 높은 농도는 TMC-MPD 막에 대한 유동을 증가시키지만, 막 5에 의해 나타난 바와 같이, 보다 적은 농도의 피리딘의 사용으로 보다 현저하다.As can be seen from Table 2, as shown by membrane 5, pyridine can be added to the TMC solution to enhance flow to the TMC-MPD membrane, but as shown by membrane 6, after the TMC-MPD process Adding pyridine to the membrane does not have the same effect on the flow. Also, as shown by membrane 7, higher concentrations of pyridine in the TMC solution increase the flow to the TMC-MPD membrane, but are more pronounced with the use of lower concentrations of pyridine, as shown by membrane 5.

또한, TMC 용액에 디부틸 아민을 첨가하는 것은 막 8 및 9에 의해 나타난 바와 같이, 염화나트륨(NaCl) 제거율을 증진시키지만, 막 9는 막 8보다 적게 유동을 감소시키면서도 NaCl 제거율을 증진시킨다.In addition, adding dibutyl amine to the TMC solution enhances sodium chloride (NaCl) removal rates, as shown by membranes 8 and 9, while membrane 9 enhances NaCl removal rates while reducing flow less than membrane 8.

실시예 3Example 3

막을 폴리설폰 다공성 기판상에서 고-유동 해수 막용 제형을 사용하여 13 피트/분(fpm)(0.066미터/초)에서 연속 공정으로서 표준 파일럿 피복기 상에서 제조한다. 우선, MPD의 3.5중량%(wt.%) 용액을 물에서 예비-제조된 폴리설폰 다공성 기판에 도포한다. MPD 도포는 156초의 체류시간을 가지며 과량의 MPD 용액은 닙 롤러(nip roller)를 사용하여 제거한다. ISOPAR L에 용해된 TMC를 118ml/ft2에서 132초의 체류시간으로 도포한다. 오일-물 계면에서 폴리아미드가 형성된다.Membranes are prepared on a standard pilot coater as a continuous process at 13 feet / minute (0.066 meters / second) using a formulation for high-flow seawater membranes on a polysulfone porous substrate. First, a 3.5 wt% (wt.%) Solution of MPD is applied to a polysulfone porous substrate pre-fabricated in water. MPD application has a residence time of 156 seconds and excess MPD solution is removed using a nip roller. TMC dissolved in ISOPAR L is applied at a retention time of 132 seconds at 118 ml / ft 2 . Polyamides are formed at the oil-water interface.

이후에, 오일을 에어 나이프 및 펌프를 사용하여 제거한다. 이후에, 개질 화합물을 도포한다. 일련의 수행은 상이한 농도의 3-클로로 아닐린 및 3-티올 아닐린을 사용하여 수행한다. 농도는 1 내지 15mM로 다양하다. 개질 화합물의 도포율은 TMC 용액에 대해 사용된 것과 동일하며 체류시간은 180초이다. 과량의 개질 화합물을 에어 나이프 및 펌프로 제거한다. 이후에, 막을 실온 수욕에 통과시켜 과량의 오일을 제거한 후, 3.5% 글리세린을 함유하는 98℃ 욕을 통과시킨다. 침지 욕에서의 체류시간은 37분이다. 이후에, 막을 공기-부유(air-floatation) 건조기를 통해 95℃의 온도에서 10.6분 동안 건조시킨다.Thereafter, the oil is removed using an air knife and a pump. Thereafter, the modifying compound is applied. A series of runs is performed using different concentrations of 3-chloro aniline and 3-thiol aniline. Concentrations vary from 1 to 15 mM. The application rate of the modified compound is the same as that used for the TMC solution and the residence time is 180 seconds. Excess modified compound is removed with an air knife and pump. The membrane is then passed through a room temperature water bath to remove excess oil and then through a 98 ° C. bath containing 3.5% glycerin. The residence time in the soaking bath is 37 minutes. The membrane is then dried for 10.6 minutes at a temperature of 95 ° C. through an air-floatation dryer.

표 3 및 4는 125psi(861,844.662파스칼)의 트랜스막 압력에서 대략 2,000 ppm의 NaCl, 5ppm의 붕산, 100ppm의 이소프로필 알코올 및 100ppm의 질산나트륨을 포함하는 수용액을 함유하는 시험 용액을 이용하여 위에서 제조한 막을 평가한 데이타를 나타낸다.Tables 3 and 4 were prepared above using a test solution containing an aqueous solution comprising approximately 2,000 ppm NaCl, 5 ppm boric acid, 100 ppm isopropyl alcohol, and 100 ppm sodium nitrate at a transmembrane pressure of 125 psi (861,844.662 Pascals). Data evaluating the membrane is shown.

Figure 112008085828845-PCT00008
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Figure 112008085828845-PCT00009
Figure 112008085828845-PCT00009

표 3 및 표 4 둘 다로부터 알 수 있는 바와 같이, 10mM에 이른 후 정체 상태(plateau)가 관측된다.As can be seen from both Table 3 and Table 4, plateaus are observed after reaching 10 mM.

표 5 및 6은 제조된 막의 ESCA 분석을 나타낸다.Tables 5 and 6 show the ESCA analysis of the membranes prepared.

Figure 112008085828845-PCT00010
Figure 112008085828845-PCT00010

표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄소 및 산소 백분율은, 비록 일부 변형을 나타내지만, 상대적으로 일정하다. 질소-대-탄소 비는 폴리아미드 구분 층의 구조를 측정하는데 사용될 수 있다. 당해 비는 구분 층의 표면에 흡수된 다양한 양의 물로 인하여 원자 백분율에 대한 효과를 제거한다. 황 백분율은 표면에서 아닐린(3-티올 아닐린)의 백분율의 직접적인 척도이며 ND는 대조 막에서 발견된 황의 검출불가능한 수준을 나타낸다.As can be seen from Table 5, the carbon and oxygen percentages are relatively constant, although showing some variation. The nitrogen-to-carbon ratio can be used to measure the structure of the polyamide partition layer. This ratio eliminates the effect on the atomic percentage due to the varying amounts of water absorbed on the surface of the separator layer. Sulfur percentage is a direct measure of the percentage of aniline (3-thiol aniline) at the surface and ND represents an undetectable level of sulfur found in the control membrane.

유사하게, 질소는 구분 층의 표면에 노출된 MPD의 척도이다. 당해 분석을 위해, MPD 잔기의 하나의 질소가 노출되는 경우, 평균적으로, 다른 반(other half)이 ESCA에 의해 측정될 수 있는 것으로 평가되는데, 즉, 다른 반은 노출되어 있거나 또는 ESCA의 침투 깊이내에 있다. 유사하게, 황이 노출되는 경우, 아미드 결합으로부터의 질소가 또한 노출된다. 허용가능하지 않은 일부 백분율로 인한 어떠한 오차도 이들 둘 다의 종에 대해 유사해야 한다. 표 3으로부터의 유동 손실을 표 5로부터의 데이타와 합쳐서 고려하는 경우, 최고 농도의 3-티오 아닐린(예를 들면, 15mM)의 경우, 58% 유동 손실은 3-티올 아닐린의 39% 혼입에 기인한다. 또한, 약 42% 유동 손실의 대략적인 포화 수준(10mM)에서, 38% 아닐린이 혼입된다.Similarly, nitrogen is a measure of MPD exposed to the surface of the separator layer. For this analysis, when one nitrogen of the MPD residue is exposed, on average, the other half is estimated to be measured by the ESCA, ie the other half is exposed or the penetration depth of the ESCA Is in. Similarly, when sulfur is exposed, nitrogen from amide bonds is also exposed. Any errors due to some unacceptable percentages should be similar for both species. When considering the flow losses from Table 3 combined with the data from Table 5, for the highest concentrations of 3-thio aniline (eg 15 mM), 58% flow loss is due to 39% incorporation of 3-thiol aniline do. In addition, at an approximate saturation level (10 mM) of about 42% flow loss, 38% aniline is incorporated.

Figure 112008085828845-PCT00011
Figure 112008085828845-PCT00011

표 6 및 표 4로 부터 알 수 있는 바와 같이, 표 6은 아닐린 혼입 및 유동 감소 둘 다의 포화 수준을 나타낸다. 표 6은 11% (3-클로로 아닐린)의 MPD에 대한 아닐린의 비 및 30%의 유동 손실을 나타낸다. 유동 손실은, 예를 들면, 유동 감소량을 수득하기 위하여 1mM의 3-클로로 아닐린을 도포하지 않은 경우의 막에 대한 유동(gfd)으로부터 1mM 3-클로로 아닐린을 도포하는 경우의 막에 대한 유동(gfd)을 감함으로써 계산한다. 이후에, 유동 손실은, 3-클로로 아닐린을 도포하지 않은 경우의 막에 대한 유동과 비교하여, 유동 감소량의 백분율과 동일하다. 당해 계산은 하기에 나타낸다:As can be seen from Table 6 and Table 4, Table 6 shows the saturation levels of both aniline incorporation and flow reduction. Table 6 shows the ratio of aniline to MPD of 11% (3-chloro aniline) and flow loss of 30%. The flow loss is, for example, the flow to the membrane when 1 mM 3-chloro aniline is applied from the flow (gfd) to the membrane when no 1 mM 3-chloro aniline is applied to obtain a flow reduction amount (gfd). Calculate by subtracting The flow loss is then equal to the percentage of flow reduction compared to the flow to the membrane without 3-chloro aniline applied. The calculation is shown below:

유동(0mM 3-클로로 아닐린) - 유동(1mM 3-클로로아닐린) = 유동 감소량Flow (0 mM 3-chloro aniline)-Flow (1 mM 3-chloroaniline) = flow decrease

유동 손실 = 100(유동 감소량/유동(0mM 3-클로로아닐린)Flow Loss = 100 (Flow Decrease / Flow (0mM 3-chloroaniline)

약 22% 혼입의 포화 수준에서, 5mM, 10mM 및 15mM 3-클로로 아닐린이 도포된 막에 대한 유동 손실의 평균인, 58%의 제한된 유동 손실이 존재한다.At a saturation level of about 22% incorporation, there is a limited flow loss of 58%, which is the average of the flow losses for membranes coated with 5 mM, 10 mM and 15 mM 3-chloro aniline.

표 6에 제공된 ESCA는 또한 원자 백분율의 시험을 직접적으로 허용한다. 혼입된 염소의 포화 백분율은 약 1.3%이고 황 혼입은 2%이며, 반응 정도는 3-클로로 아닐린을 사용하는 것보다 3-티오 아닐린을 사용하는 경우 더 높다. 질소(N)에 대한 염소(Cl) 또는 황(S)의 비교는, 표면 오염 및 물 흡수가 탄소 및 산소 원자 백분율에 영향을 미치기 때문에 중요하다. N에 대한 Cl 및 S의 비를 취함으로써, 표면 오염 및 물의 과량의 탄소 및 산소는 비에 영향을 미치지 않을 것이다.The ESCA provided in Table 6 also directly permits testing of atomic percentages. The saturation percentage of incorporated chlorine is about 1.3% and sulfur incorporation is 2%, and the degree of reaction is higher with 3-thio aniline than with 3-chloro aniline. The comparison of chlorine (Cl) or sulfur (S) to nitrogen (N) is important because surface contamination and water uptake affect carbon and oxygen atom percentages. By taking the ratio of Cl and S to N, surface contamination and excess carbon and oxygen in the water will not affect the ratio.

실시예 4Example 4

BW30 막을 미네소타주 에디나 소재의 필름테크 코포레이션(FilmTec Corporation)으로부터 수득한다. BW30 막은 BW30LE 및 BW30XLE로 시판되는 MPD-폴리아미드 막이다. MPD-폴리아미드 막 BW30XLE의 제형은 본 발명의 방법에 의해 반응성 개질 화합물로 피복시켜 개질시킨다. 당해 실시예에서, BW30 막은 대조군으로 지정한다.BW30 membranes are obtained from FilmTec Corporation, Edina, Minnesota. BW30 membranes are MPD-polyamide membranes sold as BW30LE and BW30XLE. The formulation of MPD-polyamide membrane BW30XLE is modified by coating with a reactive modifying compound by the method of the present invention. In this example, the BW30 membrane is designated as the control.

도 1 및 표 7 내지 12는 225psi(1,551,320.39파스칼)의 트랜스막 압력에서의 약 2,000ppm의 NaCl, 5ppm의 붕산, 100ppm의 이소프로필 알코올 및 100ppm의 질산나트륨을 함유하는 수용액을 포함하는 시험 용액을 이용하여 상기 제조한 막을 평가한 데이타를 제공한다.1 and Tables 7-12 employ test solutions comprising an aqueous solution containing about 2,000 ppm NaCl, 5 ppm boric acid, 100 ppm isopropyl alcohol, and 100 ppm sodium nitrate at a trans-membrane pressure of 225 psi (1,551,320.39 Pascals). To provide data evaluating the prepared membrane.

도 11

Figure 112008085828845-PCT00012
Figure 112008085828845-PCT00012

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 몇가지 비-방향족 아민의 IPA 통과율은 10 내지 15%에 근접한다. 그러나, 이들은 피복되지 않은 대조군, BW30 대조군 막 및 BW30LE 대조군 막이다. 개질된 막은 2.5%의 낮은 통과율을 갖는 비교적 일정한 질산나트륨 통과율을 갖는다. 또한, 3-아미노아세토페논으로 개질된 막에 대한 IPA 통과율은 7%이다.As can be seen in FIG. 1, the IPA passage rates of some non-aromatic amines are close to 10-15%. However, these are uncoated controls, BW30 control membranes and BW30LE control membranes. The modified membrane has a relatively constant sodium nitrate passage rate with a low passage rate of 2.5%. In addition, the IPA passage rate for the membrane modified with 3-aminoacetophenone is 7%.

Figure 112008085828845-PCT00013
Figure 112008085828845-PCT00013

표 7로 부터 알 수 있는 바와 같이, 방향족 디설파이드는 표준 할로겐화 아닐린과 유사하게 거동한다. 4-메톡시 아닐린 및 N-메틸 버젼은 또한 할로겐화 아닐린과 유사하다. 다량의 지방족 특성 및 고 이동성을 가진 3개의 다른 변형은 디메톡시 아닐린과 대조적으로 수행능에 있어 약간의 변화를 초래하며, 이는 큰 유동 변화 및 용질 통과에 있어서의 큰 개선을 나타낸다.As can be seen from Table 7, aromatic disulfides behave similarly to standard halogenated anilines. 4-methoxy aniline and N-methyl versions are also similar to halogenated aniline. Three different modifications with large amounts of aliphatic properties and high mobility result in slight changes in performance in contrast to dimethoxy aniline, which indicates large flow changes and large improvements in solute passage.

Figure 112008085828845-PCT00014
Figure 112008085828845-PCT00014

표 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 3개의 아닐린(3-아미노 아세토페논, m-페네티딘, 에틸 3-아미노 벤조에이트)는 용질 통과율에 있어서 실질적인 개선을 나타낸다. 이들은 방향족 아미드, 케톤, 에테르 및 에스테르를 갖는 아닐린이다. 모르폴린 및 비스(2-메톡시에틸)아민 둘 다는, 비록 디에테르를 사용한 용질 통과율에 있어 약간의 개선이 있지만, 수행능에 있어 실질적인 변화를 나타내지 않는다.As can be seen from Table 8, three anilines (3-amino acetophenone, m-phenetidine, ethyl 3-amino benzoate) show a substantial improvement in solute passage rate. These are anilines with aromatic amides, ketones, ethers and esters. Both morpholine and bis (2-methoxyethyl) amine show no substantial change in performance, although there is some improvement in solute passage rate with diether.

Figure 112008085828845-PCT00015
Figure 112008085828845-PCT00015

표 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 시험은 상이한 할로겐화 아닐린 및 아닐린의 산소 함유 지방족 유도체의 효과를 비교한다. 나타낸 바와 같이, 3 아미노 아세토페논, 3 메톡시 아닐린 및 3,5 디메톡시 아닐린은 NaCl, IPA 및 질산나트륨 통과를 감소시킴을 입증한다.As can be seen from Table 9, the test compares the effects of different halogenated anilines and oxygen-containing aliphatic derivatives of aniline. As shown, 3 amino acetophenone, 3 methoxy aniline and 3,5 dimethoxy aniline demonstrate that reduced NaCl, IPA and sodium nitrate passage.

Figure 112008085828845-PCT00016
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표 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 아닐린 및 3개의 지방족 펜던트 개질된 막에 대한 NaCl, 질산나트륨, 보레이트(pH 8), 및 IPA 통과율의 비교가 제공된다. 3-(메틸 티올)아닐린은 보다 낮은 유동(10gfd)을 가지며 보다 우수한 보레이트 통과율 29% 대 43%, 및 니트레이트 통과율 1.7% 대 3.7%를 갖는다. 표 10은 또한 지방족 아미드와 사이클릭 에테르 또는 티올의 비교를 나타낸다. 이는 모르폴린 및 티오모르폴린의 비교이다. 모르폴린 개질된 막은 보다 낮은 용질 통과를 나타내는 반면, 티오모르폴린은 개선된 용질 통과를 나타낸다. 표 10은 또한 1,9 디아미노 노난이 사용되는 경우 증가된 용질 통과율을 나타낸다.As can be seen from Table 10, a comparison of NaCl, sodium nitrate, borate (pH 8), and IPA passage rates for aniline and three aliphatic pendant modified membranes is provided. 3- (methyl thiol) aniline has a lower flow (10 gfd) and has a better borate pass rate of 29% to 43%, and a nitrate pass rate of 1.7% to 3.7%. Table 10 also shows a comparison of aliphatic amides with cyclic ethers or thiols. This is a comparison of morpholine and thiomorpholine. Morpholine modified membranes show lower solute passage, while thiomorpholine shows improved solute passage. Table 10 also shows the increased solute passage rate when 1,9 diamino nonane is used.

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표 11에서 알 수 있는 바와 같이, 3-클로로 아닐린의 첨가는 농도가 증가함에 따라 보레이트 통과율을 특정 정도로 21.1중량%에서 16.5중량%로 감소시킨다. 또한, 3-클로로 아닐린의 첨가는 농도가 증가함에 따라 IPA 통과율을 7.18중량%에서 5.96중량%로 감소시킨다. 그러나, 증가된 농도의 아세틸 피페라진 및 3-아미노티오페놀의 첨가는 보레이트, 니트레이트 또는 IPA 통과율을 현저히 개선시키지 않는 것으로 여겨졌다. 한편, 아세틸 피페라진의 예에서, 아세틸 피페라진의 농도를 낮게(즉, 1mM) 유지하는 것은 표 10에서의 대조군과 비교하여, 아세틸 피페라진의 보다 높은 농도를 갖는 것보다 니트레이트 통과율을 더욱 현저히 감소시켰다.As can be seen from Table 11, the addition of 3-chloro aniline reduces the borate passage rate from 21.1 wt% to 16.5 wt% to a certain degree as the concentration increases. In addition, addition of 3-chloroaniline reduces the IPA passage rate from 7.18% to 5.96% by weight as the concentration increases. However, it was believed that the addition of increased concentrations of acetyl piperazine and 3-aminothiophenol did not significantly improve borate, nitrate or IPA passage rates. On the other hand, in the example of acetyl piperazine, keeping the concentration of acetyl piperazine low (i.e., 1 mM) results in a significantly greater nitrate passage rate than having a higher concentration of acetyl piperazine compared to the control in Table 10. Reduced.

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표 12에서 알 수 있는 바와 같이, 페닐 그룹들 사이의 결합 그룹으로서 피페라진의 사용은 용질 통과를 개선시키는 것으로 밝혀졌다. 표 12는 3,4-메틸렌디옥시 아닐린, 3,5-디메톡시 아닐린 및 3-아미노 아세토페논에 대한 4-피페라진 아세토페논과 피페로닐 피페라진과의 비교를 갖는다. 이들 경우 둘 다에서 3급 아민의 백분율은 보다 낮은 용질 통과율(피페로닐 피페라진) 또는 단지 약간 우수한 용질 통과율(4-피페라진 아세토페논)을 유발한다. 유동은, 4-피페라진 아세토페논(40gfd 대 41gfd)을 사용하는 경우 단지 약간 감소하지만, 3-아미노 아세토페논(19gfd)보다는 훨씬 낮다. 개질 화합물로서, 피페로닐 피페라진은 41gfd에서 25gfd로 유동을 감소시키며, 3,4 메틸렌디옥시 아닐린을 사용하는 경우 유동은 29gfd이다.As can be seen in Table 12, the use of piperazine as a binding group between phenyl groups has been found to improve solute passage. Table 12 has a comparison of 4-piperazin acetophenone and piperonyl piperazine for 3,4-methylenedioxy aniline, 3,5-dimethoxy aniline and 3-amino acetophenone. In both cases the percentage of tertiary amines leads to lower solute passage rates (piperonyl piperazine) or only slightly better solute passage rates (4-piperazine acetophenone). The flow is only slightly reduced when using 4-piperazine acetophenone (40 gfd vs. 41 gfd), but much lower than 3-amino acetophenone (19 gfd). As a modifying compound, piperonyl piperazine reduces the flow from 41 gfd to 25 gfd, and the flow is 29 gfd when using 3,4 methylenedioxy aniline.

실시예 5Example 5

막을 13피트/분(fpm)(0.066미터/초)에서 연속 공정으로서 표준 파일럿 피복기 상에서 폴리설폰 다공성 기판상에 고-유동 해수막용 제형을 사용하여 제조한다. 우선, MPD의 3.5중량%(wt.%) 용액을 물에 예비-제조된 폴리설폰 다공성 기판을 도포한다. MPD 도포는 156초의 체류 시간을 가지며 과량의 MPD 용액은 닙 롤러를 사용하여 제거한다. ISOPAR L에 용해된 TMC를 118ml/ft2로 132초의 체류 시간으로 도포한다. 오일-물 계면에서 폴리아미드가 형성된다.Membranes are prepared using a formulation for high-flow seawater membranes on a polysulfone porous substrate on a standard pilot coater as a continuous process at 13 feet per minute (fpm) (0.066 meters / second). First, a 3.5 wt% (wt.%) Solution of MPD is applied to a pre-fabricated polysulfone porous substrate in water. MPD application has a residence time of 156 seconds and excess MPD solution is removed using a nip roller. TMC dissolved in ISOPAR L is applied at a retention time of 132 seconds at 118 ml / ft 2 . Polyamides are formed at the oil-water interface.

이후에, 오일을 에어 나이프 및 펌프를 사용하여 제거한다. 일부 예에서, 개질 화합물을 도포한다. 일련의 작동을 3-아미노티오페놀, 3-클로로아닐린, 아세틸 피페라진, 아미노 크로테노산 메틸 에스테르, 3,5-디메톡시 아닐린 및 3-아미노아세토페논으로 5mM의 농도에서 수행한다. 개질 화합물의 도포율은 TMC 용액에 대해 사용한 것과 동일하며 180초의 체류 시간을 갖는다. 과량의 개질 화합물을 에어 나이프 및 펌프를 사용하여 제거한다. 이후에, 막을 실온 수 욕에 통과시켜 과량의 오일을 제거한 후, 3.5% 글리세린을 함유하는 98℃의 욕에 통과시킨다. 침지 욕에서의 체류 시간은 37분이다. 이후에, 막을 공기-부유 건조기를 통해 95℃의 온도에서 10.6분 동안 건조시킨다.Thereafter, the oil is removed using an air knife and a pump. In some instances, the modifying compound is applied. A series of operations is performed at a concentration of 5 mM with 3-aminothiophenol, 3-chloroaniline, acetyl piperazine, amino crothenoic acid methyl ester, 3,5-dimethoxy aniline and 3-aminoacetophenone. The application rate of the modified compound is the same as that used for the TMC solution and has a residence time of 180 seconds. Excess modified compound is removed using an air knife and pump. The membrane is then passed through a room temperature water bath to remove excess oil and then through a 98 ° C. bath containing 3.5% glycerin. The residence time in the soaking bath is 37 minutes. The membrane is then dried for 10.6 minutes at a temperature of 95 ° C. through an air-floating dryer.

표 13은 막 명칭을 나타낸다.Table 13 shows the membrane names.

막 명칭, 유형 및 개질 화합물Membrane Name, Type, and Modification Compound 막 명칭Membrane name 막 유형 및 개질 화합물 Membrane Types and Modification Compounds RO-1RO-1 BW30XLE[미네소타주 에디나 소재의 필름 테크 코포레이션(FilmTec Corp.)] BW30XLE [FilmTec Corp., Edina, Minnesota] RO-2RO-2 BW30 막(미네소타주 에디나 소재의 필름 테크 코포레이션)  BW30 Membrane (Film Tech Corporation of Edina, Minnesota) RO-3RO-3 3-아미노티오페놀로 개질된 본 발명의 폴리아미드 막 Polyamide Membrane of the Invention Modified with 3-Aminothiophenol RO-4RO-4 3-클로로아닐린으로 개질된 본 발명의 폴리아미드 막 Polyamide membrane of the present invention modified with 3-chloroaniline RO-5RO-5 아세틸 피페라진으로 개질된 본 발명의 폴리아미드 막 Polyamide Membrane of the Invention Modified with Acetyl Piperazine RO-6RO-6 아미노 크로테노산 메틸 에스테르로 개질된 본 발명의 폴리아미드 막 Polyamide Membrane of the Invention Modified with Amino Chroenoic Acid Methyl Ester RO-7RO-7 3,5-디메톡시아닐린으로 개질된 본 발명의 폴리아미드 막 Polyamide Membrane of the Invention Modified with 3,5-dimethoxyaniline RO-8RO-8 3-아미노아세토페논으로 개질된 본 발명의 폴리아미드 막 Polyamide Membrane of the Invention Modified with 3-Aminoacetophenone NFNF NF-200 막(미네소타주 에디나 소재의 필름 테크 코포레이션) NF-200 Membrane (Film Tech Corporation of Edina, Minnesota)

역삼투압(RO) 및 나노-여과(NF) 막의 표면에서 생물막 형성 효능을 관찰하기 위해서, 생물막 형성 연구를 회전 디스크 반응기(RDR) 시스템에서 수행한다. 3개의 RDR을 사용하고 9개(RO 및 NF)의 막 견본(swatch)을 RDR 시스템에서 규소 고무 밀봉제로 폴리카보네이트 쿠폰 상에 부착시킨다. 표 14는 상이한 반응기에서 RO 및 NF 막의 분포를 나타낸다.In order to observe the biofilm formation efficacy on the surface of reverse osmosis (RO) and nano-filtration (NF) membranes, biofilm formation studies are performed in a rotating disk reactor (RDR) system. Three RDRs are used and nine (RO and NF) membrane swatches are attached onto the polycarbonate coupon with silicon rubber sealant in the RDR system. Table 14 shows the distribution of RO and NF membranes in different reactors.

Figure 112008085828845-PCT00019
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각각의 반응기는 31일 동안 작동시킨다. 반응기에 대한 공급은 생물학적 활성탄(BAC) 처리된 물이다. 생물막의 증가를 증진시키기 위해, 영양소(탄소:질소:칼륨)을 반응기에 첨가한다. 글루탐산, 글루코즈, 갈락토즈 및 아라비노즈를 탄소 공급원으로 사용하고, 질산칼륨(KNO3)을 질소 공급원으로 사용하며, 인산칼륨(K2HPO4)을 칼륨 공급원으로 사용한다. 탄소 공급원, 질소 공급원 및 칼륨 공급원을 나노퓨어 워터(nanopure water)의 20ℓ 용기에서 5.54ml의 탄소 공급원, 16.88ml의 질소 공급원 및 4.00ml의 칼륨 공급원에 상응하는 100:10:1의 몰 비로 반응기에 첨가한다. 영양분(C:N:P) 및 BAC 처리된 물의 유동 속도는 각각 0.50ml/분 및 0.70ml/분이다. BAC 처리된 물 중 평균 배양물-형성 단위/밀리리터(CFU/ml)는 시험 동안 1.35 내지 약 1.9 x 104 CFU/ml이다. 반응기 내부 온도는 시험 전체에서 25℃로 유지시켜 생물막 증가에서 온도의 효과를 무력화시키고, 주위 온도는 또한 25℃에 근접하도록 한다. RDR내 회전기의 회전 속도는 모든 반응기에서 50회전/분(rpm)이다.Each reactor was run for 31 days. The feed to the reactor is biologically activated carbon (BAC) treated water. To enhance the increase in biofilm, nutrients (carbon: nitrogen: potassium) are added to the reactor. Glutamic acid, glucose, galactose and arabinose are used as carbon sources, potassium nitrate (KNO 3 ) is used as the nitrogen source and potassium phosphate (K 2 HPO 4 ) is used as the potassium source. The carbon source, nitrogen source and potassium source were placed in a reactor at a molar ratio of 100: 10: 1 corresponding to 5.54 ml of carbon source, 16.88 ml of nitrogen source, and 4.00 ml of potassium source in a 20 liter vessel of nanopure water. Add. The flow rates of nutrients (C: N: P) and BAC treated water are 0.50 ml / min and 0.70 ml / min, respectively. Average culture-forming units / milliliters (CFU / ml) in BAC treated water are from 1.35 to about 1.9 × 10 4 CFU / ml during the test. The reactor internal temperature is maintained at 25 ° C. throughout the test to negate the effect of temperature on biofilm increase and the ambient temperature also approaches 25 ° C. The rotational speed of the rotor in the RDR is 50 revolutions per minute (rpm) in all reactors.

3개의 RDR 반응기에서 RO 및 NF 막을 동결-구획화(cryo) 및 생/사멸 염색(L/D)를 사용하여 작동한지 31일 후에 시험한다. 표 15는 각각의 막에서 수행한 분석이 무엇인지를 나타낸다.RO and NF membranes in three RDR reactors are tested 31 days after operation using cryo and live / kill staining (L / D). Table 15 shows what analyzes were performed on each membrane.

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막을 멸균된 레이저 블레이드(razor blade) 및 지혈제를 사용하여 생물막을 함유하는 막의 표면을 교란시키지 않으면서 쿠폰으로부터 꺼낸다. 막 동결-구획화 분석을 위해, Cryostate 시리즈 # Leica CM 1850을 사용하고 각각의 막 조각의 두께는 5.0㎛이다.The membrane is removed from the coupon using a sterile laser blade and a hemostatic agent without disturbing the surface of the membrane containing the biofilm. For membrane freeze-compartmentation analysis, Cryostate series # Leica CM 1850 was used and the thickness of each membrane piece was 5.0 μm.

LIVE/DEAD BacLightTM을 막 표면의 세포의 생/사멸 염색을 위해 사용한다. 당해 키트는 SYTO 9(3.34mM) 및 요오드화프로피듐(20mM) 염료를 함유한다. 막에서 세포를 염색하기 위해, 동일한 양, 1.5μl/ml의 SYTO 9 및 요오드화프로피듐 염료를 1ml의 나노퓨어 워터에서 희석하고 적절한 희석 후, 염료를 막의 상부 표면에 첨가하고 1시간 동안 항온처리한다. 항온처리 후, 과량의 염료를 세척 제거하고 염색된 막을 100x 배율로 에피형광 현미경(현미경 시리즈 # 니콘, Eclipse E 800, 일본)하에서 관찰한다.LIVE / DEAD BacLight is used for live / kill staining of cells on the membrane surface. The kit contains SYTO 9 (3.34 mM) and propidium iodide (20 mM) dye. To stain the cells in the membrane, the same amount, 1.5 μl / ml of SYTO 9 and propidium iodide dye are diluted in 1 ml of Nanopure Water and after appropriate dilution, the dye is added to the top surface of the membrane and incubated for 1 hour. . After incubation, excess dye is washed away and the stained membrane is observed under an epifluorescence microscope (Microscope Series # Nikon, Eclipse E 800, Japan) at 100 × magnification.

동결-구획화 분석을 위해, 15개의 동결-단편을 5㎛ 두께의 막의 각각의 조각으로부터 취하고, 생 세포 및 사멸 세포의 하나의 라인 스캔 영상을 취한다. 이후에, 값을 변형 표면 형태 영상 분석 소프트웨어를 사용하여 데이타 세트로 변형시킨다. 각각의 영상은 막 상의 생물막의 두께에 따라 생 세포 및 사멸 세포의 상이한 분포를 제공한다. 생 세포 및 사멸 세포가 각각의 영상에서 발생하는 두께를 계산하기 위해, 중간 높이에서 너비를 취한다. 도 2는 모든 막의 동결-구획화 분석의 요약을 나타낸다. 각각의 막에 대한 각각의 바(bar)는 생 세포 또는 사멸 세포의 평균 두께(막의 15개 조각)를 나타낸다.For freeze-compartmentation analysis, 15 freeze-fragments are taken from each piece of 5 μm thick membrane and one line scan image of live and dead cells is taken. The values are then transformed into a data set using modified surface shape image analysis software. Each image provides different distributions of live and dead cells depending on the thickness of the biofilm on the membrane. To calculate the thickness at which live and dead cells occur in each image, the width is taken from the middle height. 2 shows a summary of freeze-compartmentation analysis of all membranes. Each bar for each membrane represents the average thickness (15 pieces of membrane) of live or dead cells.

도 2 2

Figure 112008085828845-PCT00021
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도 2에서 알 수 있는 바와 같이, RO-1 및 RO-7의 표면에서, 생 세포의 상대적 수는 사멸 세포의 수보다 많다. 또한, 시판되는 막, RO-1 및 RO-2의 결과를 개질된 화합물을 갖는 막과 비교하는 경우, 개질 화합물로서 3-아미노 아세토페논을 갖는 막, RO-9는 최저 수의 사멸 세포중 하나와 최저 수의 생 세포를 갖는다. 보다 우수한 세포 수를 나타내는 유일한 다른 막은 NF 막이다.As can be seen in Figure 2, on the surfaces of RO-1 and RO-7, the relative number of live cells is greater than the number of dead cells. In addition, when comparing the results of commercially available membranes, RO-1 and RO-2 with membranes with modified compounds, membranes with 3-amino acetophenone as modified compounds, RO-9 is one of the lowest number of dead cells And has the lowest number of live cells. The only other membrane that shows better cell number is the NF membrane.

동결-구획화 영상의 두께를 기준으로 하여, 생물막의 대략적인 축적율을 수학식 3으로 계산할 수 있다:Based on the thickness of the freeze-compartmented image, the approximate rate of accumulation of the biofilm can be calculated by equation 3:

생물막의 평균 증가 = 생물막의 평균 두께(㎛) / 작동 기간(일)Average increase in biofilm = average thickness of biofilm (μm) / duration of operation (days)

당해 분석은, 막 생물막이 복잡하고, 이종성이며 다층-혼합 구조이므로, 단순화되어 있다. 그러나, 표 16은 각각의 막에 대한 생물막의 평균 증가를 하강하 는 증가율 순서로 나타낸다.This analysis is simplified because the membrane biofilm is complex, heterogeneous and multi-mixed structure. However, Table 16 shows, in descending order of increasing, the average increase in biofilm for each membrane.

Figure 112008085828845-PCT00022
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동결-구획화 분석 및 관찰일수를 기준으로 하여, 생물막의 최대 평균 증가는 막 RO-6, RO-2, NF 및 RO-8의 표면에서 1㎛/일 미만인 것으로 나타낸다. 또한, 표 16으로부터, 개질 화합물로서 3-아미노아세토페논 및 3-클로로아닐린을 사용하는 경우의 막의 표면에서 생물-증가를 감소시키는 것으로 나타난다.Based on freeze-compartmentation analysis and days of observation, the maximum mean increase in biofilm is shown to be less than 1 μm / day at the surfaces of membranes RO-6, RO-2, NF, and RO-8. In addition, from Table 16, it is shown that the bio-increase is reduced at the surface of the membrane when using 3-aminoacetophenone and 3-chloroaniline as the modifying compound.

Claims (22)

하나 이상의 다관능성 화합물을 포함하는 수성 피복 조성물을 다공성 기판의 적어도 표면 일부에 도포시켜 제1의 피복된 기판을 형성시키고(여기서, 다관능성 화합물은 다관능성 아민, 다관능성 알코올, 다관능성 티올 및 다관능성 무수물로부터 선택된다);An aqueous coating composition comprising at least one polyfunctional compound is applied to at least a portion of the surface of the porous substrate to form a first coated substrate, wherein the polyfunctional compound is a polyfunctional amine, a polyfunctional alcohol, a polyfunctional thiol, and a polyfunctional Selected from functional anhydrides); 유기 용매, 및 다관능성 산 할라이드, 다관능성 무수물 및 다관능성 이무수물 중의 하나 이상을 포함하는 유기 용매 조성물을 제1의 피복된 기판에 도포시켜 다공성 기판의 적어도 표면 일부 위에 구분 층(discriminating layer)을 형성시키고(여기서, 구분 층은 다관능성 화합물과, 다관능성 산 할라이드, 다관능성 무수물 및 다관능성 이무수물 중의 하나 이상과의 반응 생성물, 및 잔류 반응성 잔기를 포함하고, 여기서, 잔류 반응성 잔기는 다관능성 화합물, 다관능성 산 할라이드, 다관능성 무수물, 다관능성 이무수물, 다관능성 화합물의 가수분해 생성물, 다관능성 산 할라이드의 가수분해 생성물, 다관능성 무수물의 가수분해 생성물, 및 다관능성 이무수물의 가수분해 생성물의 미반응 관능성 그룹 중의 하나 이상이다); An organic solvent composition comprising an organic solvent and one or more of a polyfunctional acid halide, a polyfunctional anhydride and a polyfunctional dianhydride is applied to the first coated substrate to form a discriminating layer over at least a portion of the surface of the porous substrate. Wherein the separation layer comprises a reaction product of the polyfunctional compound with one or more of the polyfunctional acid halide, the polyfunctional anhydride and the polyfunctional dianhydride, and the residual reactive moiety, wherein the residual reactive moiety is the polyfunctional Of compounds, polyfunctional acid halides, polyfunctional anhydrides, polyfunctional dianhydrides, hydrolysis products of polyfunctional compounds, hydrolysis products of polyfunctional acid halides, hydrolysis products of polyfunctional anhydrides, and hydrolysis products of polyfunctional dianhydrides One or more of the unreacted functional groups); 개질 조성물을 구분 층의 적어도 표면 일부에 도포시켜 개질된 구분 층을 형성시키고(여기서, 개질 조성물은 유기 용매, 및 관능성 그룹을 포함하는 반응성 개질 화합물을 포함하고, 개질 조성물은 구분 층의 적어도 표면 일부 상에 배치되어 수소 결합, 이온 결합, 공유 결합, 물리적 교락(physical entanglement) 및 화학적 결합 중의 하나 이상에 의해 구분 층에 고정된 개질 조성물 층을 형성한다)을 포함 하는, 막의 제조 방법.The modified composition is applied to at least a portion of the surface of the separator layer to form a modified separator layer, wherein the modified composition comprises an organic solvent and a reactive modifying compound comprising functional groups, wherein the modified composition comprises at least a surface of the separator layer. Disposed on a portion to form a modified composition layer fixed to the separation layer by one or more of hydrogen bonding, ionic bonding, covalent bonding, physical entanglement, and chemical bonding. 제1항에 있어서, 반응성 개질 화합물에 포함된 관능성 그룹이 구분 층과 반응하여, 화학 결합을 통해 구분 층에 개질 조성물 층을 고정시키는, 막의 제조 방법으로서, The method of claim 1, wherein the functional groups included in the reactive modifying compound react with the separating layer to fix the modifying composition layer to the separating layer through chemical bonding. 여기서, 화학 결합은 아민, 아미드, 설파미드, 우레탄, 우레아, 티오에스테르, 에스테르, 아미노에스테르, 이미드, 및 2급, 3급, 4급 및 베타 하이드록실 아민을 포함하는 아민으로부터 선택되는, 막의 제조 방법.Wherein the chemical bond is selected from amines, amides, sulfamides, urethanes, ureas, thioesters, esters, aminoesters, imides, and amines including secondary, tertiary, quaternary and beta hydroxyl amines. Manufacturing method. 제1항에 있어서, 관능성 그룹이 에스테르, 티오에스테르, 에테르, 알코올, 무수물, 에폭사이드, 산 할라이드, 이소시아네이트 및 2-옥사졸린으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 막의 제조 방법.The process of claim 1, wherein the functional group is selected from the group consisting of esters, thioesters, ethers, alcohols, anhydrides, epoxides, acid halides, isocyanates and 2-oxazolines. 제1항에 있어서, 관능성 그룹이 티올, 티오페놀, 설파이드 및 디설파이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the functional group is selected from the group consisting of thiols, thiophenols, sulfides and disulfides. 제1항에 있어서, 관능성 그룹이 아지드, 아민, 아미노알코올 및 아미노에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the functional group is selected from the group consisting of azide, amine, aminoalcohol and aminoester. 제5항에 있어서, 관능성 그룹이 아민이고 반응성 개질 화합물이 아닐린의 유 도체로부터 선택되는, 막의 제조 방법.The method of claim 5, wherein the functional group is an amine and is selected from derivatives of aniline that are not reactive modifying compounds. 제6항에 있어서, 반응성 개질 화합물이 할라이드 및 티올로 이루어진 그룹으로부터 선택된 펜던트(pendent) 관능성 그룹을 포함하는, 막의 제조 방법.The method of claim 6, wherein the reactive modifying compound comprises a pendant functional group selected from the group consisting of halides and thiols. 제7항에 있어서, 반응성 개질 화합물이 펜던트 관능성 그룹을 포함하고, 관능성 그룹이 아민이며, 반응성 개질 화합물이 다음 구조식의 화합물들로부터 선택되는, 막의 제조 방법.The method of claim 7, wherein the reactive modifying compound comprises a pendant functional group, the functional group is an amine, and the reactive modifying compound is selected from compounds of the following structural formula.
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제1항에 있어서, 반응성 개질 화합물이 지방족 아민 및 방향족 아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 펜던트 관능성 그룹을 포함하는, 막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the reactive modifying compound comprises a pendant functional group selected from the group consisting of aliphatic amines and aromatic amines. 제1항에 있어서, 반응성 개질 화합물이 에스테르, 케톤, 티오에스테르, 아미드, 설파미드, 알코올 및 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 펜던트 관능성 그룹을 포함하는, 막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the reactive modifying compound comprises a pendant functional group selected from the group consisting of esters, ketones, thioesters, amides, sulfamides, alcohols and ethers. 제1항에 있어서, 반응성 개질 화합물이 티올, 설파이드, 디설파이드, 알데하이드 및 티오페놀로 이루어진 그룹으로부터 선택된 펜던트 관능성 그룹을 포함하는, 막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the reactive modifying compound comprises a pendant functional group selected from the group consisting of thiols, sulfides, disulfides, aldehydes and thiophenols. 제1항에 있어서, 반응성 개질 화합물이 할로겐으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 펜던트 관능성 그룹을 포함하는, 막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the reactive modifying compound comprises a pendant functional group selected from the group consisting of halogens. 제1항에 있어서, 반응성 개질 화합물이 유기금속성 화합물 및 금속 착물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 펜던트 관능성 그룹을 포함하는, 막의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the reactive modifying compound comprises a pendant functional group selected from the group consisting of organometallic compounds and metal complexes. 제2 면에 평행한 제1 면을 갖는 다공성 기판; 및A porous substrate having a first side parallel to the second side; And 내부 면 및 외부 면을 포함하는 개질된 구분 층을 포함하는 다층 막으로서, A multilayer film comprising a modified separator layer comprising an inner side and an outer side, 여기서, 상기 내부 면은 상기 다공성 기판의 하나 이상의 면과 작동적으로(in operative) 접촉되어 있고, 여기서, 상기 외부 면 및, 상기 내부 면과 상기 외부 면 사이에 배치된 상기 개질된 구분 층의 일부분은 개질된 구분 층에 수소 결합, 이온 결합, 공유 결합, 물리적 교락, 및 화학 결합 중의 하나 이상에 의해 연결된 다수의 펜던트 관능성 그룹을 포함하고, 여기서, 화학 결합은 아미드, 설파미드, 우레탄, 우레아, 티오에스테르 및 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민 및 베타 하이드록실 아민을 포함하는 아민 중의 하나 이상인, 다층 막.Wherein the inner face is in operative contact with at least one face of the porous substrate, wherein the outer face and a portion of the modified separator layer disposed between the inner face and the outer face Includes a plurality of pendant functional groups connected by one or more of hydrogen bonds, ionic bonds, covalent bonds, physical entanglements, and chemical bonds to the modified separator layer, wherein the chemical bonds are amide, sulfamide, urethane, urea , At least one of amines including thioesters and secondary amines, tertiary amines, quaternary amines and beta hydroxyl amines. 제14항에 있어서, 펜던트 관능성 그룹이 지방족 아민 및 방향족 아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 다층 막.The multilayer film of claim 14, wherein the pendant functional group is selected from the group consisting of aliphatic amines and aromatic amines. 제14항에 있어서, 펜던트 관능성 그룹이 에스테르, 케톤, 티오에스테르, 아미드, 설파미드, 알코올 및 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 다층 막.The multilayer membrane of claim 14, wherein the pendant functional group is selected from the group consisting of esters, ketones, thioesters, amides, sulfamides, alcohols and ethers. 제14항에 있어서, 펜던트 관능성 그룹이 티올, 설파이드, 디설파이드 및 티오페놀로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 다층 막.The multilayer membrane of claim 14, wherein the pendant functional group is selected from the group consisting of thiols, sulfides, disulfides and thiophenols. 제14항에 있어서, 구분 층에서, 구분 층의 내부 면에 근접한 영역과 비교한, 구분 층의 외부 면에 근접한 영역에서의 펜던트 관능성 그룹으로부터 유도된 잔기의 비가 대략 1.5:1인, 다층 막.15. The multilayer film of claim 14 wherein the ratio of residues derived from pendant functional groups in the region close to the outer surface of the separator layer, relative to the region close to the inner face of the separator layer, is approximately 1.5: 1. . 제14항에 있어서, 개질된 구분 층이 보다 높은 제거율(rejection rate)을 갖는 막을 제공하는, 다층 막.The multilayer membrane of claim 14, wherein the modified separator layer provides a membrane having a higher rejection rate. 제19항에 있어서, 개질된 구분 층이, 니트레이트, 실리카, 붕산, 비소 및 셀레늄 및 금속 염 중 하나 이상을 포함하는 용질의 제거율이 보다 높은 막을 제공하는, 다층 막.20. The multilayer membrane of claim 19, wherein the modified separator layer provides a membrane having a higher removal rate of solutes comprising at least one of nitrate, silica, boric acid, arsenic, and selenium and metal salts. 제19항에 있어서, 개질된 구분 층이 알코올, 소독 부산물, 할로겐화 용매, 약제 및 내분비 교란물질(endocrine disruptors) 중의 하나 이상을 포함하는 소 유기물(small organics)의 제거율이 보다 높은 막을 제공하는, 다층 막.The multilayer of claim 19, wherein the modified separator layer provides a membrane with a higher removal rate of small organics comprising one or more of alcohols, disinfection by-products, halogenated solvents, agents, and endocrine disruptors. membrane. 제14항에 있어서, 개질된 구분 층이 개선된 생물-증가 억제성을 갖는 막을 제공하는, 다층 막.The multilayer membrane of claim 14, wherein the modified separator layer provides a membrane with improved bio-increasing inhibitory properties.
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